JP6644773B2 - 固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブ - Google Patents

Description

本発明は、固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブに関し、内側に流体移動孔（１０１）が形成され、流体が流入される流入部（１１０）と流体が流出される流出部（１２０）が具備されるバルブケーシング（１００）と、と前記バルブケーシング（１００）の内側に固定設置され、内部にスライドボール孔（２１０）を具備する固定ヒーターブロック（２００）と、と前記バルブケーシング（１００）の上部に着脱可能に結合されて駆動力を提供する駆動部材（３００）と、と前記駆動部材（３００）と連結され、前記駆動部材（３００）の駆動可否によって、前記流入部（１１０）を開閉する密閉部（４００）、を含んで構成されることを特徴とする固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブに関する。

一般的に、半導体やLCDは、高精密度を持つので、高い清浄度と特殊な製造技術が要求されている。

このような理由の半導体素子は、空気中に含まれた異物の接触を最も完全に遮断することができる真空状態で製造される。

このように、半導体製造装置の真空作業区域と大気との密閉技術も半導体製品の品質に大きな影響を与える。

前記のような半導体を製造するための工程区間には、アングルバルブが設置され、真空ポンプによって移動される流体をチャンバに転送したり、遮断する機能を行う。

このような、アングルバルブは、流体が流入する流入部と流体が流出する流出部を具備し、シリンダの駆動によって密閉部が移動し、流入部開閉することにより、流体をチャンバ内部に伝送したり、遮断するようになる。

一方、真空ポンプによって流体が排気されることにより、流体内に存在する工程副産物がアングルバルブ内部に流入される。これにより、アングルバルブ内部のステンレス鋼や鉄などの材質で形成されたベローズなどに、露出されれば化学反応によってパーティクルが生成される。

前記のような化学反応によって生成されたパーティクルは、低温で析出されてアングルバルブ内部または密閉部などに固着される現象が発生し、アングルバルブの寿命を短縮させるようになり、パーティクルの固着を防止するために、アングルバルブ内部に一定温度以上の熱が発散するヒーターを取り付けて、アングルバルブ内部の温度を上昇させることにより、パーティクルの析出現象を防止している。

下記に特許文献１の"CVD装置の真空排気バルブ（大韓民国登録特許公報第１０-０２５６７６８号）"は、一側にガス流入口またはガス流出口を有し、下側にガス流出口を有するバルブボックスで上側のアクチュエータによって開閉作動するバルブ体の作動連結部をベローズにシールしたCVD装置の真空排気バルブにおいて、前記ベローズ内でバルブ体の作動連結部の外周側に弾性伸縮可能なコイル上のシースヒーターを配置し、その下部をバルブ体の上側に固定し、上端をバルブボックス内天井面に固定したあと、バルブボックス外のリード線に連結し、シースヒーターを温度制御するシース熱電対をシースヒーターの内周側に同一のレベル、同一のコイル数に同心配置し、バルブボックス外面にラバーヒーターを取り付けることにより、ベローズ内部のバルブ体とシースヒーターを一体として作動し、バルブの開閉時に、バルブ体やベローズに加熱することができ、バルブボックス内にパーティクルが発生することを防止することができる長所があった。

しかし、前記特許文献１の"CVD装置の真空排気バルブ"は、空気圧を介してアクチュエータの上下運動時に、ピストンロッドに連結されているコイル形状のシースヒーターおよびシース熱電対が同時に流動されることで、一日に少なくは数百、多くは数千回、繰り返されるアクチュエータの作動により、シースヒーターおよびシース熱電対が収縮および弛緩の繰り返し作動により変位が発生し、破損の危険性が存在するという問題があった。

また、コイル形状のシースヒーターおよびシース熱電対は、その構造的形状によって、弛緩する時、弛緩されたシースヒーターの体積に比べて発熱量が少なく、熱をバルブボックスおよびベローズ内部に効率的に伝達することが難しいという問題があった。

本発明は、上述した問題点を解決するために考案されたもので、本発明の目的は、発熱する固定ヒーターブロックをベローズ内側に固定設置することにより、駆動部材が作動されても、固定ヒーターブロックは、固定状態を維持するようになり、固定ヒーターブロックの寿命および効率を向上させ、部品交換の回数を減らすことができ、固定ヒーターブロックに連結される電線が駆動部材の作動によって損傷されることを防止することができることが可能な固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブを提供することである。

また、駆動部材の駆動により上、下に移動する熱伝達ブロックを全体が発熱される固定ヒーターブロックと連結することにより、バルブケーシングおよびベローズの内部に均一に熱伝導および輻射作用をすることができる固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブを提供することである。

前記のような問題点を解決するために、本発明に係る固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブ（１）は、内側に流体移動孔（１０１）が形成され、流体が流入される流入部（１１０）と流体が流出される流出部（１２０）を具備するバルブケーシング（１００）と、と前記バルブケーシング（１００）の内側に固定されて設置され、内部にスライド孔（２１０）を具備する固定ヒーターブロック（２００）と、と前記バルブケーシング（１００）の上部に着脱可能に結合され、駆動力を提供する駆動部材（３００）と、と前記駆動部材（３００）と連結され、
前記駆動部材（３００）の駆動可否によって前記流入部（１１０）を開閉する密閉部（４００）と、を含んで構成されることを特徴とする。

また、前記固定ヒーターブロック（２００）で発生する熱を伝導されることができるように、前記固定ヒーターブロック（２００）が引き込まれる連結溝（４１１）を含む熱伝達ブロック（４１０）が形成されることを特徴とする。

また、前記密閉部（４００）は、上部に水平方向へ延長し形成される固定部（４２１）と下部に形成される下敷部（４２２）と、前記下敷部（４２２）の中央に形成された挿入孔（４２３）で構成された固定プレート（４２０）が形成され、前記下敷部（４２０）の下部に結合され、前記バルブケーシング（１００）の内部に形成される真空状態と大気圧状態を隔離させるベローズ（４３０）が形成され、前記熱伝達ブロック（４１０）が引き込まれるように、内側方向に陥没し形成される結合溝（４４１）を具備する密閉板（４４０）が形成されることを特徴とする。

また、前記固定ヒーターブロック（２００）は、上部外周縁に延長し形成される据え置き部（２３０）がさらに含まれ、前記固定ヒーターブロック（２００）の据え置き部（２３０）が前記固定プレート（４２０）の下敷部（４２２）に停止され、前記固定ヒーターブロック（２００）が、前記ベローズ（４３０）の内側に位置されることを特徴とする。

また、前記駆動部材（３００）と熱伝達ブロック（４１０）を連結する熱伝達シャフト（４５０）が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、発熱する固定ヒーターブロックをベローズ内側に固定し設置することにより、駆動部材が作動されても、固定ヒーターブロックは、固定状態を維持するようになり、固定ヒーターブロックの寿命および効率を向上させ、部品交換の回数を減らすことができ、固定ヒーターブロックに連結される電線が駆動部材の作動によって損傷されることを防止することができる長所がある。

また、駆動部材の駆動により上、下に移動する熱伝達ブロックを全体が発熱される固定ヒーターブロックと連結することにより、バルブケーシングおよびベローズの内部に均一に熱伝導および輻射作用をすることができるという長所がある。

本発明の好ましい実施形態による固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブの全体像を示した斜視図である。 本発明の好ましい実施形態による固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブの分解された姿を見せた分解斜視図である。 本発明の好ましい実施形態による固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブの分解された姿を見せた分解断面図である。 本発明の好ましい実施形態による固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブの断面を示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態による固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブの作動状態を示す状態図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブ（１）を詳細に説明する。まず、図の中で、同一の構成要素または部品は、可能な限り同一の参照符号で示していることに留意すべきである。本発明を説明することにおいて、関連した公知の機能あるいは構成についての具体的な説明は、本発明の要旨を曖昧ではないようにするために省略する。

本発明は、図２に示すように大きく、バルブケーシング（１００）と固定ヒーターブロック（２００）、駆動部材（３００）および密閉部（４００）で構成される。

まず、バルブケーシング（１００）について説明する。前記バルブケーシング（１００）は、図１または図２に示すように、真空ポンプ（未図示）からチャンバ（未図示）へ流体の移動を可能にする通路の役割をする構成要素として、流体が流入される流入部（１１０）と流体が流出される流出部（１２０）を形成することが好ましい。

また、前記バルブケーシング（１００）の内側には、図３または図４に示すように、空間的に形成され、後述する固定ヒーターブロック（２００）などの本発明の構成要素が挿入し設置され、流体が移動される流体移動孔（１０１）を形成することが可能である。

一方、前記バルブケーシング（１００）の上部には、図１または図２に示すように、前記バルブケーシング（１００）と、後述する駆動部材（３００）が緊密に連結されるように形成された第１結合ブラケット（１３０）を具備することが好ましい。

また、本発明において、前記第１結合ブラケット（１３０）は、図２または図３に示すように、中央に通孔（１３１）が形成され、前記通孔（１３１）の上部内周縁には、"L"形状の固定部（１３２）が形成され、後述する固定プレート（４２０）と連結されることができる。

次に、固定ヒーターブロック（２００）について説明する。前記固定ヒーターブロック（２００）は、図２または図４に示すように、前記バルブケーシング（１００）の内側に固定し設置される構成要素として、前記バルブケーシング（１００）の内側を加熱して前記バルブケーシング（１００）の内側に生成されるパーティクルを除去する役割をする。

一方、前記固定ヒーターブロック（２００）の上部外周縁には、図２または図３に示すように、外側へ延長する据え置き部（２３０）が形成されることで、前記固定ヒーターブロック（２００）の据え置き部（２３０）が前記固定プレート（４２０）の下敷部（４２２）に連結され、前記固定ヒーターブロック（２００）が前記固定プレート（４２０）に停止されることができる。

この場合、前記据え置き部（２３０）と下敷部（４２２）は、ねじ結合などで固定することもできる。

本発明において、固定ヒーターブロック（２００）は、据え置き部（２３０）を含み、"T"形状で形成することにより、前記固定プレート（４２０）の下敷部（４２２）と、前記下敷部（４２２）と連結され、前記固定プレート（４２０）と結合される、後述するベローズ（７００）に熱を伝達することができる。

また、前記固定ヒーターブロック（２００）の内側には、図３または図４に示すように、スライドボール孔（２１０）が形成され、後述するシャフト（３３０）の下部が引き込まれ、内部にカートリッジヒータとサマーカップル（Thermocouple）をそれぞれ挿入する装着溝（２２０）が形成されることが好ましい。

本発明において、前記固定ヒーターブロック（２００）は、前記バルブケーシング（１００）の内側に固定し設置されることにより、前記シャフト（３３０）が上下に移動されても、前記固定ヒーターブロック（２００）は、固定されているので、他の構成要素の作動（例えば、ピストン（３２０）の垂直運動、弾性部材（３１６）の弾性運動など）に全く影響を与えずに、前記固定ヒーターブロック（２００）と固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブ（１）外部に設置された発熱装置部（５００）に連結されている電線（５１０）およびセンサー（５２０）が移動によって摩耗または損傷されることを防止することができる。

次に、駆動部材（３００）について説明する。駆動部材（３００）は、図１または図２に示すように、前記バルブケーシング（１００）の上部に結合され、固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブ（１）を駆動させる構成要素として、本発明の図面では、ピストン（３２０）とシャフト（３３０）で構成されたシリンダ（３１０）タイプの駆動装置を例に挙げて説明し、以外にもアクチュエータなど多様に構成されることができる。

一方、前記シリンダ（３１０）は、図１または図２に示すように、内側には、後述するピストン（３２０）と前記シャフト（３３０）を具備するもので、前記シリンダ（３１０）は、前記ピストン（３２０）を駆動するピストン駆動部（３１１）と、前記ピストン（３２０）に連結された前記シャフト（３３０）を駆動するシャフト駆動部（３１２）を、それぞれ区分し形成することができる。

この場合、前記ピストン駆動部（３１１）は、前記ピストン（３２０）の円滑な作動および熱遮断などの目的で、シャフト駆動部（３１２）とは別に、密閉された空間で形成されることが好ましい。

一方、前記シリンダ（３１０）の下部には、図２または図４に示すように、前記第１結合ブラケット（１３０）と連結され、前記バルブケーシング（１００）とシリンダー（３１０）が結合出来るように、第２結合ブラケット（３１３）を具備することが好ましい。

本発明において、前記第２結合ブラケット（３１３）は、中央下部に前記シャフト（３３０）が挿入し通過するように引き込み孔（３１５）が形成された円筒形状の支持部（３１４）が構成されることにより、前記バルブケーシング（１００）とシリンダー（３１０）が結合された状態で前記支持部（３１４）の下部が前記固定ヒータブロック（２００）の上部を加圧し、前記固定ヒーターブロック（２００）をさらに確実に固定させる役割をする。

一方、前記シャフト駆動部（３１２）の内側には、前記シャフト（３３０）の移動をガイドする弾性部材（３１６）が具備されることができる。

前記ピストン（４００）は、図３または図４に示すように、前記ピストン駆動部（３１１）に設置され、空気圧により垂直運動する構成要素として、ピストンプレート（３２１）と、前記ピストンプレート（３２１）下部に軸形状のピストンロッド（３２２）で構成されることが好ましい。

この場合、前記ピストンプレート（３２１）は、前記ピストン駆動部（３１１）内側に設置され、ピストンロッド（３２２）は、前記ピストン駆動部（３１１）を通過し、前記シャフト駆動部（３１２）内側に露出されることが好ましい。

一方、前記ピストンロッド（３２２）の下部は、図４に示すように、前記シャフト（３３０）の上部と連結されることにより、前記ピストン（３２０）の垂直運動可否によって、前記シャフト（３３０）も同一に作動されることができる。

前記シャフト（３３０）は、図３または図４に示すように、上部はピストンロッド（３２２）と連結され、下部は、前記スライドボール孔（２１０）に引き込まれ、後述する密閉板（４４０）と連結される構成要素として、前記ピストン（３２０）の垂直運動可否によって、前記密閉板（４４０）を開閉させる役割をする。

また、前記シャフト（３３０）の外周縁には、図２または図４に示すように、前記弾性部材（３１６）が連動し、前記シャフト（３３０）に弾性力を提供することができるように係止板（３３１）を形成することが好ましい。

一方、前記スライド孔（２１０）に引き込まれるシャフト（３３０）の下部の直径を、前記スライド孔（２１０）の直径よりも小さく設定することにより、前記シャフト（３３０）の下部外周縁と、前記スライドボール孔（２１０）の内側面が互いに接触しなくて、摩擦による前記シャフト（３３０）が摩耗および損傷されることを防止し、前記固定ヒーターブロック（２００）で発生する熱が前記シャフト（３３０）に直接的に伝達しないことができる。

また、前記固定ヒーターブロック（２００）を介して発生する熱が、前記シリンダ（３１０）内部に伝達されないように、前記シャフト駆動部（３１２）内側に位置する前記シャフト（３３０）部分は、断熱材などで追加し構成することが好ましい。

次に、密閉部（４００）について説明する。前記密閉部（４００）は、図３または図４に示すように、前記シャフト（３３０）の下部に結合され、前記ピストン（３２０）の垂直運動によって流入部（１１０）を開閉可能にする構成要素として、熱伝断ブロック（４１０）、固定プレート（４２０）、ベローズ（４３０）、密閉板（４４０）、熱伝断シャプト（４５０）で構成される。

前記熱伝達ブロック（４１０）は、図２または図４に示すように、前記固定ヒーターブロック（２００）中央部および下部外周縁を覆い、前記固定ヒーターブロック（２００）から放出される熱が伝導される構成要素として、この場合、前記固定ヒーターブロック（２００）が引き込まれるように、中央に連結溝（４１１）を形成することができる。

この場合、前記熱伝達ブロック（４１０）は、図５の（a）または図５の（b）に示すように、前記ピストン（３２０）の垂直運動可否によって、前記固定ヒーターブロック（２００）中央部および下部外周縁を覆った状態で上、下スライディングされることができる。

前記固定プレート（４２０）は、前記固定部（１３２）に停止し固定されることにより、前記固定ヒーターブロック（２００）の上部が前記下敷部（１４２）に停止され、前記固定ヒーターブロック（２００）が、前記ベローズ（４３０）内側に固定し設置されるようにする役割をする。

前記固定プレート（４２０）は、図２または図３に示すように、内側に空間を含む円筒形状に形成され、前記固定部（１３２）に連結されるように上部に形成される固定部（４２１）と、下部に形成される下敷部（４２２）および、前記下敷部（４２２）中央に形成された挿入孔（４２３）を含むことができる。

ここで、前記固定部（４２１）と下敷部（４２２）は、図３に示すように、一定の段差を維持し形成されることが好ましい。

これは、前記下敷部（４２２）上部に、前記固定ヒーターブロック（２００）の据え置き部（２３０）が連結され、前記バルブケーシング（１００）と、前記駆動部材（３００）を連結し、前記固定ヒーターブロック（２００）を固定する前記第２結合ブラケット（３１３）が、前記第１結合ブラケット（１３０）が結合された場合、前記据え置き部（２３０）と第２結合ブラケット（３１３）の間に空間が形成され、前記空間によって前記固定ヒーターブロック（２００）から放出される熱が直接的に駆動部材（３００）に伝導することを防止し、前記駆動部材（３００）の製品信頼性を向上させるためである。

また、前記空間には、後述する発熱装置部（５００）と連結されたセンサ（５２０）を設置することができる。

前記ベローズ（４３０）は、前記バルブケーシング（１００）の内部に形成される真空状態と大気圧状態を隔離させることが特徴として、前記ベローズ（４３０）の上部は、前記固定プレート（４２０）に固定され、下部は、後述する密閉板（４４０）に固定されるように構成されることが好ましい。

前記密閉板（４４０）は、図４または図５に示すように、前記流入部（１１０）を開放して閉鎖する構成要素として、前記熱伝達ブロック（４１０）と結合されるように、中央に結合溝（４４１）が形成されることが好ましい。

前記熱伝断シャプト（４５０）は、図４に示すように、前記スライド孔（２１０）に挿入され、前記シャフト（３３０）と熱伝達ブロック（４１０）を連結することができる。

一方、前記固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブ（１）には、前記バルブケーシング（１００）の温度を検出する温度調節センサー部（６００）を設置することができる。

前記温度調節センサー部（６００）を構成し作動される原理は、本発明が属する分野で広く知られた水準の技術水準に当たるので、詳細な説明は省略する。

前述したように、本発明は、前記固定ヒーターブロック（２００）を設置する前記バルブケーシング（１００）と、前記駆動部材（３００）をそれぞれ別個に構成し、結合および分離することができる構造で構成することにより、前記バルブケーシング（１００）と駆動部材（３００）内側に構成された構成要素の交換および点検などを便利で効率的に実行することができる。

以下では、図５を参照して、前記固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブ（１）の作動状態を説明する。

まず、図５の（a）は、前記ピストン駆動部（３１１）内側の圧縮空気が流出され、前記ピストン（３２０）、シャフト（３３０）および密閉板（４４０）が下降され、前記密閉板（４４０）により前記流入部（１１０）が閉鎖された状態を示す図である。

この後、図５の（b）に示すように、前記ピストン駆動部（３１１）内側に圧縮空気を流入させると、前記ピストン（３２０）の上昇により前記シャフト（３３０）および密閉板（４４０）も上昇し、前記密閉板（４４０）によって閉鎖された前記流入部（１１０）は、開放される。

前記のように、前記ピストン（３２０）、シャフト（３３０）、密閉板（４４０）が連動して往復運動をしても、前記ベローズ（４３０）の内部に位置する前記固定ヒーターブロック（２００）は、前記バルブケーシング（１００）の内側に固定されているため、前記固定ヒーターブロック（２００）と固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブ（１）外部に設置された前記発熱装置部（５００）に連結されている電線（５１０）および、センサ（５２０）が移動によって摩耗または、損傷されることを防止することができ、前記固定ヒーターブロック（２００）が安定的に熱を放出し、前記バルブケーシング（１００）内側の温度を増加させ、ガスにより前記バルブケーシング（１００）内部に発生するパーティクルを効果的に除去することができる。

図面と明細書で最適の実施例を開示した。ここで特定の用語を用いたが、これは単に本発明を説明するための目的で用いたものであり、意味の限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために用いたものではない。従って、当該技術分野の通常の知識を有する者であれば、多様な変形および均等な他の実施例が可能であることを理解すべきである。また、本発明の真の技術的保護範囲は、添付された特許請求の範囲の技術的思想によって定められる。

Claims (2)

1. 内側に流体移動孔（１０１）が形成され、流体が流入される流入部（１１０）と流体が流出される流出部（１２０）を具備するバルブケーシング（１００）と、
   前記バルブケーシング（１００）の内側に固定されて設置され、内部にスライド孔（２１０）を具備する固定ヒーターブロック（２００）と、
   前記バルブケーシング（１００）の上部に着脱可能に結合され、駆動力を提供する駆動部材（３００）と、
   前記駆動部材（３００）と連結され、前記駆動部材（３００）の駆動可否によって前記流入部（１１０）を開閉する密閉部（４００）と、を含んで構成され、
   前記密閉部（４００）は、
   前記固定ヒーターブロック（２００）で発生する熱が伝導されるように、前記固定ヒーターブロック（２００）が引き込まれる連結溝（４１１）を含む熱伝達ブロック（４１０）が形成され、
   前記密閉部（４００）は、
   上部に水平方向へ延長し形成される固定部（４２１）と下部に形成される下敷部（４２２）および、前記下敷部（４２２）の中央に形成された挿入孔（４２３）で構成された固定プレート（４２０）が形成され、
   前記下敷部（４２０）の下部に結合され、前記バルブケーシング（１００）の内部に形成される真空状態と大気圧状態を隔離するベローズ（４３０）が形成され、
   前記熱伝達ブロック（４１０）が引き込まれるように内側方向に陥没し形成される結合溝（４４１）を具備する密閉板（４４０）が形成され、
   前記固定ヒーターブロック（２００）は、
   上部外周縁に延長し形成される据え置き部（２３０）がさらに含まれ、前記固定ヒーターブロック（２００）の前記据え置き部（２３０）が前記固定プレート（４２０）の前記下敷部（４２２）に停止され、前記固定ヒーターブロック（２００）が、前記ベローズ（４３０）内側に位置され、
   前記熱伝達ブロック（４１０）は前記結合溝（４４１）において前記密閉板（４４０）の内周面であって前記駆動力によって移動するシャフト（３３０）の移動方向に平行な内周面全体と接することを特徴とする固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブ（１）。
2. 前記駆動部材（３００）と前記熱伝達ブロック（４１０）を連結する熱伝達シャフト（４５０）が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の、固定ヒーターブロックを具備したアングルバルブ（１）。

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