KR0162125B1 - 저속벤트밸브 - Google Patents

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KR0162125B1
KR0162125B1 KR1019940001730A KR19940001730A KR0162125B1 KR 0162125 B1 KR0162125 B1 KR 0162125B1 KR 1019940001730 A KR1019940001730 A KR 1019940001730A KR 19940001730 A KR19940001730 A KR 19940001730A KR 0162125 B1 KR0162125 B1 KR 0162125B1
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도시아키 이와부치
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나카니시 마사히코
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    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
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Abstract

밸브체를 2단계로 열고, 최초에는 극히 약간 밸브를 개방하여 가스를 저속누출시켜, 다음에 밸브전개에 의하여 가스유통을 행하고, 진공챔버내로의 가스의 도입이나 진공쳄버내의 가스의 퍼지도 용이하게 할 수 있도록 한 저속벤트밸브를 제공한다.
노오멀클로즈형의 금속다이어프램밸브에 있어서, 금속다이어프램을 미는 밸브봉을 작동시키는 엑츄에이터가, 밸브전개용 실린더와 저속누출용 실린더로 이루어지고 밸브전개용 실린더는 밸브봉의 중간외주에 일체로 설치된 피스톤과 이 피스톤을 금속다이어프램 측으로 가세하는 스프링을 내장하고 있고 저속누출용 실린더는 밸브전개용 실런더에 연달아 설치되어 있고, 밸브봉의 상단부 외부에 미끄럼움직임이 가능하게 설치된 밸브봉 상단에 고정된 정지링에 빠짐정지된 누출용 피스톤과, 이 누출용피스톤상에 설치된 캡형상의 캠받이 베이스와, 이캠받이 베이스상에서 상하로 요동이 가능하게 배치된 캠과, 이 캠의 선단에 걸어맞춤하여 상기 누출용피스톤을 금속다이어프램측에 가세하는 스프링과 상기 캠의 요동지점볼을 내장하여, 동시에 요동지점볼을 진퇴하는 조정기와, 캠의 선단상면을 미는 조정손잡이를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 저속벤트밸브.

Description

저속벤트밸브

제1도는 본 발명의 저속벤트밸브의 1실시에의 종단면도.

제2도는 종래의 반도에 제조장치에 있어서 진공쳄버의 배관계통의 일부를 도시하는 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

15 : 금속다이어프램 21 : 밸브봉

22 : 액츄에이터 23 : 밸브전개용실린더

24 : 저속누출용실린더 25 : 피스톤

26 : 스프링 27 : 정지링

28 : 누출용피스톤 29 : 캠받이베이스

30 : 캠 31 : 스프링

32 : 요동지점볼 33 : 밸브개방시간 조정기

34 : 조정손잡이 40 : 저속벤트밸브

[산업상의 이용 분야]

본 발명은 반도체제조 장치에 있어서 진공챔버내의 압력을 대기압으로 되돌리는 경우이거나 진공챔버내의 가스를 퍼지하는 경우에 진공쳄버내에 가스를 도입하는데 적합한 저속벤트밸브에 관한 것이다.

[종래의 기술]

반도체제조장치에 있어서 진공쳄버내의 압력을 대기압으로 되돌리는 경우, 급격히 가스를 도입하면, 진공쳄버내의 웨이퍼가 움지이거나, 먼지가 말아올리게 된다. 또 가스의 도입을 지나치게 줄이면 시간이 걸리고 퍼지도 곤란하게 된다.

종래 제2도에 도시하는 진공챔버(1) 내에 N2가스를 도입하기 위하여 배관(2)에 니들밸브(3)와 공기밸브(4)를 직열로 설치하고 더욱 퍼지용의 공기배브(5)를 병렬로 설치하고 있다.

6은 배기관(7)에 설치한 체크밸브, 8은 진공펌프, 9는 진공쳄버내의 웨이퍼이다.

그리고 상술한 바와같이 진공챔버(1) 내에 급격히 가스를 도입하면, 진공챔버(1) 내의 웨이퍼(9)가 움직이거나 먼지가 말아올리게되어 200∼300Torr까지는 공기밸브(4)를 열어 니들밸브(3)에 의하여 유량조절하면서 N2가스를 도입한다. 밸브전개로 N2가스를 도입하는 경우, 또는 공기밸브(4, 5)의 상류측의 배관(2) 내를 진공 배기하고, 퍼지하는 경우는 공기밸브를 연다.

이와같이 종래는 진공챔버(1) 기에 밸브를 3개나 필요로하고, 취급조작이 번잡하게 된다.

또 니들밸브는 세정처리가 곤난하기 때문에 유지상 문제가 있었다.

[발명이 해결하려고 하는 과제]

여기서 본 발명은, 밸브체를 2단계로 열고 최초는 극히 약간 밸브를 열어 가스를 저속누출시켜, 다음에 밸브를 전부열어 가스유통을 행하고, 진공챔버내로의 가스의 도입이나 진공챔버내의 가스의 퍼지도 용이하게 할 수 있도록 한 저속벤트밸브를 제공하려고 하는 것이다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 저속벤트밸브는, 노오멀클로즈형의 금속다이어 프램밸브에 있어서, 금속다이어프램을 미는 밸브봉을 작동하는 엑츄에이터가 밸브전개용 실린더와 저속누출용 실린더에 의하여 이루어지고, 밸브전개용 실린더는 밸브봉의 중간 외주에 일체로 설치된 피스톤과, 이 피스톤을 금속다이어프램측에 가세하는 스프링을 내장하여있고, 저속누출용 실린더는 밸브전개용 실린더에 연달아 설치되어 있고, 밸브봉의 상단부 외주에 미끄럼움직임 가능하게 설치된 밸브봉 상단에 고정된 정지링으로 빠짐정지된 누출피스톤과, 이 누출용피스톤상에 설치된 캡형상의 캠받이 베이스와, 이 캠받이 베이스상에서 상하로 요동기 가능하게 배치된 캠과, 이 캠의 선단에 걸어맞춤하여 상기 누출용 피스톤을 금속다이어프램측에 가세하는 스프링과 상기 캠의 요동지점볼을 내장하고, 동시에 요동지점볼을 진퇴시키는 조정기와, 캠의 선단상면을 미는 조정손잡이를 구비하여 이루는 것을 특징으로 하는 것이다.

[작용]

상기와 같이 구성된 본 발명의 저속벤트밸브는, 예를들면, 반도체제조장치에 있어서 진공쳄버내에 N2가스를 도입하는 배관의 도중에 설치하고, 진공챔버내의 압력을 대기압으로 되돌리는데 사용하는 것으로, 우선저속누출용 실린더내에 공기를 보내주어 누출용 피스톤을 스프링에 저항하여 약간 밀러올려 정지링을 사이에 두고 밸브봉을 극히 약간(0∼0.7mm) 밀어올려 금속다이어프램에 대한 누름힘을 해방하고, 금속다이어프램을 자신의 탄성력에 의하여 극히 약간(0∼0.2mm) 상승시켜 밸브를 열어, N2가스를 진공챔버내에 저속누출시킨다. 진공챔버내가 200∼400Torr까지 압력 상승 하였으면, 밸브전개용 실린더내에 공기를 보내주어 피스톤을 스프링에 저항하여 밀어올려 피스톤과 일체의 밸브봉을 캠받이 베이스에 맞닿을때까지 상승하여 밸브를 전개하고, N2가스를 진공챔버내에 도입한다. 이리하여 진공챔버의 압력을 대기압으로 된다.

상기 N2가스의 저속누출량을 조정할때는, 조정손잡이를 회전하여 캠의 선단을 상하시켜 스프링의 탄성력을 조절하여 누출용 피스톤의 스트로크롤 0∼0.7mm의 범위내에서 조절하여, 금속다이어프램의 탄성변형에 의한 상승량을 0∼0.2mm의 범위 내에서 조절하면 좋다.

또 저속누출시의 밸브개방 리프트의 영점(시작위치) 조정은, 조정기에 의하여 캠의 요동지점볼을 상하시킴으로서 행할 수 있다.

상기와 같이 전개한 밸브를 닫는데는 저속누출용 실린더내 및 밸브전개용 실린더 내에서 공기를 뺌으로서 누출용 피스톤이 스프링에 의하여 밀어내려지고 밸브전개용 실린더의 피스톤이 스프링에 의하여 밀어내려지고, 피스톤과 일체의 밸브봉이 밀어내려지고 금속다이어프램이 누름되어 밸브시트에 밀착하여 밸브페쇄 된다.

[실시예]

본 발명의 저속벤트밸브의 1실시예를 제1도에 의하여 설명하면, 10은 밸브박스로, 유체입구통로(11), 유체출구통로(12)을 갖고있어 유체입구통로(11)의 출구주연에 밸브시트(13)가 설치된다.

14는 밸브개페조작부로, 그 밸브개폐조작부(14)와 상기 밸브박스(10)의 내부와는 금속다이어프램(15)에 의하여 격리되어 있다. 금속다이어프램(15)은 그 주연부가 밸브박스(10)의 수직원통부(16)의 오목부(17)내에 장입되어 캡너트(18)에 의하여 조여붙여진 통형상의 보넷(19)과 오목부(17)의 밑의 주연과의 사이에 조여붙여 끼워져 있다.

밸브개폐조작부(14)는 통상의 보넷(19)내의 하부에 상하로 미끄럼움직임이 가능하게 끼워넣어져 금속다이어프램(15)을 미는 다이어프램 피스(20)와 그 상측의 밸브봉(21)과 그 밸브봉(21)을 작동시키는 엑츄에이터(22)로 이루어지는 것이다.

엑츄에이터(22)는 밸브전개용 실린더(23)와 저속누출용 실린더(24)로 이루어진다. 밸브전개용 실린더(23)는 밸브봉(21)의 중간외주에 일체로 설치된 피스톤(25)와, 이 피스톤(25)을 금속다이어프램(15)측에 가세하는 스프링(26)을 내장하고 있다.

저속누출용 실린더(24)는 밸브전개용 실린더(23)에 연달아 설치되어 있어 밸브봉(21)의 상단부외주에 미끄럼움직임 가능하게 설치되어 밸브봉(21)의 상단에 고정된 정지링(27)으로 빠짐정지된 누출용 피스톤(28)과 이 누출용 피스톤(28)상에 설치된 캡형상의 캠받이 베이스(29)와 이 캠받이 베이스(29)상에서 상하로 요동이 가능하게 배치된(30)과 이캠(30)의 선단에 걸어맞춤하여 상기 누출용 피스톤(28)을 금속다이어프램(15)측에 가세하는 스프링(31)과 상기 캠(30)의 요동지점볼(32)을 내장하고, 동시에 요동지점볼(32)을 진퇴하는 밸브개방시간 조정기(33)와 캠(30)의 선단상면을 미는 저속벤트 조정손잡이(34)를 구비하여 이루는 것이다.

더욱 35, 36는 밸브전개용 실린더(23), 저속누출용 실린더(24)에의 공기공급구로, 공기호스(도시생략)가 접속된다. 37, 38은 밸브개방시간 조정기(33), 조정손잡이(34)의 정지비스이다.

이와같이 구성된 실시예의 저속벤트밸브(40)는, 통상스프링(26)에 의하여 밸브봉(21)과 일체의 피스톤(25)이 금속다이어프램(15)측에 가세되어 다이어프램피스(20)를 통하여 금속다이어프램(15)이 밸브시트(13)에 밀착하여 페색되어 노오멀클로즈로 되어 있다.

또 스프링(31)에 의하여 누출용 피스톤(28)이 금속다이어프램(15)측에 가세되어 있다.

이 실시예의 저속벤트밸브(40)를, 예를들면 반도체제조장치에 있어서 제2도에 도시된 진공챔버(1) 내에 N2가스를 도입하는 배관(2)의 도중에 설치하여 진공챔버(1)의 압력을 대기압으로 되돌리는데 사용한 경우에 대하여 설명한다. 우선 저속 누출용 실린더(24)내에 공기공급구(36)로부터 공기를 보내어, 누출용피스톤(28)을 스프링(31)에 저항하여 약간 밀어올려, 정지링(27)을 사이에 두고 밸브봉(21)을 극히 약간 본예의 경우 0.5mm 밀어올려 금속다이어프램(15)에 대한 누름힘을 해방하고, 금속다이어프램(15)을 자신의 탄성력에 의하여 극히 약간, 본예의 경우 0.1mm 상승시켜 밸브개방하고, N2가스를 진공챔버(1) 내에 저속누출시킨다. 진공챔버(1; 제2도 참조) 내가 200∼400Torr까지 압력 상승하였으면 밸브전개용 실린더(23)내에 공기공급구(34)로 부터 공기를 보내어 피스톤(25)을 스프링(26)에 저항하여 밀어올려, 피스톤(25)과 일체의 밸브봉(21)을 캠받이 베이스(29)에 맞닿을때까지 상승하여 밸브를 전개하고, N2가스를 진공챔버(1) 내에 도입한다.

이리하여 진공챔버(1) 내의 압력은 대기압으로 된다.

상기 N2가스의 저속누출량을 조정할때는 정지비스(38)를 느슨하게 하고, 저속벤트 조정손잡이(34)를 회전하여 캠(30)의 선단을 상하시켜 스프링(31)의 탄성력을 조절하여 누출용 피스톤(28)의 스트로크를 0∼0.7mm의 범위내에서 조절하고 금속 다이어프램(150의 탄성변형에 의한 상승량을 0∼0.2mm의 범위내에서 조정한다.

또한 누출용 피스톤(28)의 저속누출시의 밸브개방 리프트의 영점(시작위치) 조절은 정지비스(37)를 느슨하게 하여, 밸브개방시간 조정기(33)를 회전하여, 캠(30)의 요동지점 볼(32)을 상하시킴으로서 행한다.

상기와 같이 전개한 밸브를 닫는데는 저속누출용 실린더(24)내 및 밸브전개용 실린더(23)내로부터 공기를 빼냄으로 누출용 피스톤(28)이 스프링(31)에 의하여 밀어 내려지고 밸브전개용 실린더(23)의 피스톤(25)이 스프링(26)에 의하여 밀어내려지고, 피스톤(25)과 일체의 밸브봉(21)이 밀어내려지고 다이어프램비스(20)를 사이에 두고 금속다이어프램(15)이 누름되어 밸브시트(13)에 밀착하여 밸브가 닫혀진다.

[발명의 효과]

이상과 같이 본 발명의 저속벤트밸브는 금속다이어프램을 2단계로 열고 최초는 극히 약간 밸브개방에 의하여 가스를 저속누출시켜, 다음에 밸브전개에 의하여 가스유통을 행할 수 있으므로 반도체제조장치에 있어서 진공챔버의 배관에 설치하였을 경우, 1개의 밸브로 진공챔버의 내압을 대기압으로 되돌리는 조작이 용이하게 되고 또 진공챔버내의 기체의 퍼지 조작도 용이하게 된다. 더욱 종래와 비교할 때 밸브의 유지도 용이하게 된다.

또한, 본 발명의 저속벤트밸브는 저속누출량의 조절 및 저속누출시의 밸브개방 리프트의 영점(시작위치) 조절을 용이하게 행할 수 있다.

Claims (1)

  1. 반도체 웨이퍼 제조장치의 진공챔버로의 가스의 유동을 제어하는 저속 벤트밸브에 있어서, 밸브케이싱; 상기 밸브케이싱에 장착된 밸브시트; 탄성금속으로 형성되고, 상기 밸브시트의 위에 장착되고, 상기 밸브케이싱 내에 장착된 입구통로 및 출구통로 사이의 유체-유동 관계를 제어하기 위하여 상기 밸브 시트와 유체-기밀접촉 또는 이격되도록 그 자체의 탄성에 의하여 구부러지도록 제공된 다이어프램; 상기 밸브케이싱 위에 장착된 고정 보넷에 수직으로 미끄럼가능하게 배치되고, 상기 밸브시트 둘레에 상기 다이어프램의 주변을 따라 상기 다이어프램을 죄도록 형성된 밸브봉; 왕복운동하도록 배치되고, 상기 보넷에서 상기 밸브봉과 일치된 운동을 위하여 상기 밸브봉과 일체로 형성된 제1 피스톤; 상기 제1 피스톤 상에 하향 힘을 가세하기 위하여 설치된 제1 압력스프링; 상기 진공챔버의 공기 배출을 위한 완전 개방위치로, 상기 다이어프램이 상기 밸브시트로부터 구부러져 이격되도록 하기 위하여 상기 제1 스프링의 힘에 대항하여 상기 제1 피스톤을 밀어올리기 위하여 제1 유체 기밀 챔버로 압축공기의 규정된 양을 공급하도록 제공되는 제1 입구포토; 상기 제1 피스톤 위에 왕복하도록 배치되고, 상기 밸브봉이 그 내부로 연장되도록 중심에 보오링된 관통구멍을 구비하는제2피스톤; 상기 밸브봉과 일체로 형성되고, 상기 제2 피스톤의 상향이동에 따라서 상기 밸브봉이 상향이동되도록 하는 정지링; 상기 제2 피스톤의 상부 상에 장착되고, 상기 밸브봉을 하향으로 이동시키기 위하여 상기 제2 피스톤에 하향 압력을 가하도록 제공된 제2 압축스프링; 상기 제2 피스톤의 상부 상에 장착되고, 일치된 수직 이동을 위하여 일체로 형성된 캠받이베이스; V-형 하부를 구비하며, 요동지점볼 주위로 피벗하기 위하여 상기 제2 피스톤 위에 이동가능하게 배치된 캠; 상기 제2 피스톤의 힘에 대항하여 상기 제2 피스톤을 상향으로 밀기 위하여 상기 제2 피스톤의 아래에 형성된 제2 챔버로 규정된 양의 압축공기를 공급하기 위하여 제공되어, 상기 밸브봉이, 상기 다이어프램이 약간 개방된 위치로 구부러지도록 허용하는 제2 입구포토; 밸브 시트상의 최초 다이어프램 가압력을 조절하여 밸브가 개방되는 시간을 결정하도록 상기 캠에 작동적으로 접속된 밸브 개방 시간 조절기; 및 상기 캠이 상기 제2 스프링 상에 지지되는 일단부에서 캠과 걸어맞춤되고, 상기 제2 챔버에 유입되는 공기압에 의하여 상향으로 밀리는 제2 피스톤에 저항하기 위하여 상기 제2 스프링의 힘을 상기 캠이 조절할 수 있도록 설치되어 진공챔버를 위한 공기배출의 공기배출 유속을 조절하는 저속 벤트 조절기를 포함하며, 상기 출구통로는 외부의 진공챔버로의 접속을 위하여 설치되고, 상기 밸브봉은, 상기 다이어프램을 구동하기 위하여, 상기 다이어프램과 접촉을 유지하면서, 완전 빌폐 및 개방 위치간에 왕복운동하고, 상기 캠은, 상기-V형 하부의 정점이 상기 캠받이 베이스의 상부면과 접촉하여 가압되도록 균형이 유지되며, 상기 캠은 상기 캠이 경사진 위치로 이동되도록 가세하는 제2 스프링에 의하여 측면 단부에서 지지되는 것을 특징으로 하는 저속 벤트 밸브.
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