KR100210693B1

KR100210693B1 - 슬릿밸브장치 및 방법

Info

Publication number: KR100210693B1
Application number: KR1019910006263A
Authority: KR
Inventors: 테프만 아비; 앤드류스 다나엘.
Original assignee: 조셉 제이. 스위니; 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 1999-07-15
Also published as: DE69103316T2; DE69103316D1; EP0453867B1; JPH04228978A; JP2682904B2; ES2062595T3; KR910018705A; EP0453867A1

Abstract

슬릿밸브장치는 챔버 벽을 통하여 이동면을 따라서 반도체 웨이퍼가 통과되는 챔버 벽에 있는 틈부와 관련된다. 장치는 이동면에 관계하여 각이 진 밸브시트와, 밸브시트에 대체로 수직인 축선을 따라서 직선으로 움직이는 도어에 의하여 특징되어진다. 슬릿 밸브 장치의 모든 마찰결합부분들은 입자들의 형성을 감소시키도록 주름 슬리이브에 의하여 챔버의 내부로부터 단절된다. 방법은 이동면에 대하여 각이지게 배치된 밀봉평면을 한정하는 제1 앉힘표면으로 틈부를 에워싸는 단계와, 밀봉편면에 수직방향으로 제2 앉힘표면을 직선으로 이동시키는 것에 의하여 제1 앉힘표면에 제2 앉힘표면을 결합 및 분리시키는 단계들에 의하여 특징된다.

Description

슬릿 밸브장치 및 방법

제1도는 슬릿 밸브가 폐쇄 위치에 있는 본 발명에 따른 슬릿 밸브장치의 부분 단면 정면도.

제2도는 슬릿 밸브가 개방 위치에 있는 본 발명에 따른 슬릿 밸브장치의 부분 단면 정면도.

제3도는 본 발명의 밸브 도어용 조정 지지부의 분해 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 슬릿 밸브장치 12 : 챔버 벽

14 : 틈부 16 : 주축선

18 : 보조 축선 20 : 이동면

22 : 밸브 시트 24 : 제1 접촉면

26 : 밀봉면 28 : 도어

30 : 제2 접촉면 32 : 선형 액츄에이터 장치

34 : 오링 36 : 축

38 : 조정장치 40 : 왕복식 선형 구동장치

41 : 브라켓 42 : 축 안내부

44 ; 오링 46 : 주름 슬리이브

48 : 챔버 내부 50 : 제1 입구부

52 : 제2 입구부 54 : 액츄에이터 축선

56 : 기저면 58 : 브라켓 조립체

60 : 굴대 62 : 굴대 지지부

64 : 원형판 66 : 핑거부

70 : 선회핀 72 : 베어링면

74 : 보어 76 : 귀부분

78 : 나사

본 발명은 슬릿 밸브장치, 특히 반도체 제조설비에서 사용되는 슬릿 밸브장치 및 개폐방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조설비는 독자적으로 밀봉할 수 있는 챔버들 외에 다수의 인접한 챔버들을 포함하고 있다. 예를 들면, 반도체 제조설비의 하나의 구획을 다수의 처리챔버들과, 중앙의 로봇 이동챔버 주위에 있는 하나 이상의 로드-록(load-lock) 챔버들로 이루어져 있다. 챔버들간에 반도체 웨이퍼를 통과시키기 위한 가늘고 긴 “슬릿”(또는 틈부)이 챔버들간의 벽에 형성되어 있다. 이러한 틈부는 슬릿 밸브 수단에 의하여 선택적으로 개방 또는 폐쇄될 수 있다.

종래 기술로서 많은 형태의 슬릿 밸브들이 공지되어 있다. 예를 들면, 진공챔버 슬릿 밸브가 토시마(Toshima)의 미국특허 제 4,785,962호에 게재되어 있으며, 이 진공챔버 슬릿 밸브는 틈부 근처에서 선회할 수 있게 설치되어 있는 도어와, 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 도어를 선택적으로 선회시키는 공압작동식 캠플로워 롤러를 포함하고 있다. 또 다른 공지 기술로는 허친슨(Hutchinson)의 미국특허 제 4,715,764호가 있다. 이것은 각을 이루어 배치되어 있는 시트부와 이 시트부를 향하여 상하로 움직이는 접합식 각진 폐쇄부를 갖춘 게이트 밸브를 개시하고 있다. 세 번째 공지 기술은 1989년 5월 1일자 발행된 VAT 인코포레이티드의 제품 카탈로그의 24 내지 29쪽에 게재되어 있는 진공밸브 90(Vacuum Valves 90)이다. VAT 인코포레이티드는 틈부에 대하여 수직으로 움직이는 접합 게이트에 의하여 결합되는 계단시트를 갖춘 사각밸브를 제공한다.

종래 기술의 게이트 밸브들은 몇 가지 문제점을 갖고 있다. 첫째, 이것들은 모두 표면 대 표면 마찰에 의하여 미립자들을 발생시킬 수 있는 지지면들을 챔버 내부에 포함하고 있다. 둘째, 폐쇄력이 시트표면에 대해서 항상 비스듬하게 가해지기 때문에, 게이트 밸브를 폐쇄상태로 유지하기 위하여 비교적 큰 힘이 필요하다. 그 결과, 밸브시트에 밸브를 적절하게 밀봉시키기 위하여, 상당한 힘이 종래의 슬릿 밸브의 도어에 가해지지 않으면 안된다.

그러므로, 본 발명의 목적은 종래의 게이트 밸브장치에 비해 적은 밀봉력을 요구하는 동시에, 관련 챔버 안에서 마찰에 의한 어떠한 미립자도 발생시키지 않는 게이트 밸브장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 장치는 집적회로 웨이퍼들이 이동면을 따라서 통과하게 되는 틈부를 형성하는 챔버 벽을 포함한다. 또한, 본 슬릿 밸브장치는 이동면에 대해 비스듬한 밀봉면을 형성하는 제1 접촉면을 갖추고 틈부를 에워싸고 있는 시트와, 제1 접촉면과 접촉 결합할 수 있는 제2 접촉면을 갖춘 도어를 더 포함한다. 마지막으로, 본 슬릿 밸브장치는 접촉면에 수직인 액츄에이터의 축선을 따라서 시트로부터 도어를 직선으로 진퇴 이동시키기 위한 선형 액츄에이터장치를 포함한다. 모든 마찰결합 표면들을 챔버의 내부로부터 격리시키기 위하여, 선형 액츄에이터 장치의 마찰결합 부분은 팽창성 주름 슬리이브로 둘러싸인다.

본 발명에 따른 방법은 기다란 틈부를 관통하는 이동면에 대해 비스듬한 밀봉면을 형성하는 제1 접촉면으로 상기 틈부를 둘러싸는 단계와, 밀봉면에 수직인 방향으로 제2 접촉면을 직선 이동시켜서 제2 접촉면을 제1 접촉면과 결합 또는 분리시키는 단계를 포함한다. 제1 및 제2 접촉면의 위치는 제2 접촉면의 위치를 고정하고 있는 잠금장치를 해제하고, 제1 및 제2 접촉면을 접촉시킨 후에, 잠금장치를 재작동시킴으로써 조정될 수 있다.

본 발명의 이점은 도어의 개방 및 폐쇄운동이 밸브시트에 대하여 선형이며 수직인 것이다. 도어에 가해지는 힘이 접촉면들에 직각이기 때문에 , 보다 적은 힘만으로 밀봉을 효과적으로 달성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 이점은 모든 마찰표면이 주름 슬리이브에 의하여 챔버의 내부로부터 격리된다는 것이다. 이는 미립자의 형성을 매우 감소시켜서 반도체 제조 설비 내에서 처리되는 웨이퍼의 양품률을 증가시킬 수 있다.

명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에 있어서, 본 발명에 따른 슬릿 밸브장치(10)는 도면의 평면에 수직인 주축선(16)고 보조 축선(18)을 가진 틈부(14)구비한 챔버 벽(12)을 포함한다. 틈부(14)는 이동면(20)에 대체로 평행하게 집적회로 웨이펴와 같은 웨이퍼와 같은 물체를 통과시킬 수 있으며, 이동면(20)은 주축선(16)과는 평행하고 보조 축선(18)과는 수직이다. 화살표(21)로 나타낸 바와 같이, 물체는 이동면(20)에 평행하거나 인접한 임의의 평면을 따라서 틈부(14)를 통해 이동할 수 있다. 시트(22)는 이동면(20)에 대하여 비스듬한 밀봉면(26)을 형성하는 제1 접촉면(24)을 포함한다. 도어(28)는 밀봉면(26)을 따라서 제1 접촉면과 접촉 결합할 수 있는 제2 접촉면(30)을 가진다. 도어(28)는 선형 액츄에이터장치(32)에 결합된다. 오링(34)이 도어(28)와 시트(22) 사이를 효과적으로 밀봉하도록 도어(28)에 제공된다.

선형 액츄에이터장치(32)는 기다란 축(36)과 도어(28)에 축(36)의 제1 단부를 결합시키는 조정장치(38)와, 축(36)의 제2 단부에 결합되는 왕복식 선형 구동장치(40)를 포함한다. 왕복식 선형 구동장치 (40)는 브라켓(41)에 의하여 챔버 벽(12)에 고정된다. 축안내부(42)가 챔버 벽(12)에 결합되고 오링(44)은 축안내부(42)와 벽을 밀봉시킨다. 팽창성 주름 슬리이브(46)는 한 쪽 단부에서 조정장치(38)에 밀봉되고 다른 쪽 단부에서 축안내부(42)에 밀봉된다. 이렇게 함으로써, 축(36)과 축안내부(42) 사이의 미끄럼 마찰결합은 챔버 내부(48)로부터 격리된다. 선형 구동장치는, 공압이 제1 입구부(50)에 인가될 때는 축(36)을 구동장치(40)로부터 떨어져 움직이게 하고 공압이 제2 입구부(52)에 인가될 때는 축(36)을 구동장치(40)쪽으로 움직이게 하는 통상적인 공압 액츄에이터이다.

제2도는, 밀봉면(26)에 직각인 액츄에이터 축선(54)을 따라서 도어(28)를 밀봉면(26)으로부터 직선으로 멀리 움직이도록 제2 입구부(52)에 공압이 인가된 상태이다. 축안내부(42)는 선형 구동장치(40)쪽으로 축(36)의 이동을 제한하는 정지부로서 이동된다. 도어(28)는 적절한 편향장치(도시 안됨)에 의하여 개방위치, 폐쇄위치 또는 임의의 중간위치를 향하여 편향될 수 있다.

모든 마찰 발생면들이 주름 슬리이브(46)에 의하여 챔버의 내부(48)로부터 격리된다는 것은 중요하다. 따라서, 슬릿 밸브장치(10)가 챔버내부(48)에 어떠한 미립자도 만들지 않기 때문에 오염의 가능성이 없다. 또한, 선형 구동장치(40)가 액츄에이터 축선(54)을 따라서 밸브시트(22)에 수직으로 자체의 모든 힘을 전달한다는 것도 중요하다. 이것은 선형 액츄에이터장치(32)에 의하여 인가되어야 하는 힘의 양을 감소시킬 뿐만 아니라, 오링(34)과 제1 접촉면(24) 사이의 마찰을 최소화하여 미립자의 발생 및 오링의 마모를 감소시킨다.

이동면(20)과 밀봉면(26) 사이의 각도(A)는 30°~60° 범위가 바람직하며, 가장 바람직하게는 약 45°이다. 각도(A)가 60°를 훨씬 넘는다면, 축(36)의 행정은 도어(28)가 틈부(14)의 기저면(56)과 충돌하지 않도록 매우 길어져야 한다. 각도(A)가 30°보다 훨씬 적게 된다면, 제1 접촉면(24)의 누출 가능성이 커지므로, 보다 큰 압력이 선형 구동장치(40)에 의하여 인가되어야 한다. 45°의 각도(A)는 축(36)의 행정길이와 선형 구동장치(40)에 요구되는 적절한 폐쇄 압력 사이의 적절한 절충안이다.

제3도의 분해 사시도에서, 조정장치(38)는 브라켓 조립체(58), 굴대(60) 및 한 쌍의 굴대 지지부(62)를 가진다. 브라켓 조립체(58)의 원형판(64)은 축(36)에 부착되고 주름 슬리이브(46)에 대하여 밀봉되며, 한 쌍의 핑거부(66)는 선회핀(70)에 의하여 굴대(60)의 중앙부(68)에 결합된다. 굴대(60)의 베어링면(72)은 굴대지지부(62)의 보어(74)에 결합된다. 굴대지지부(62)의 귀부분(76)은 도어(28)에 부착된다. 다수의 나사(78)가 축(36)에 대한 도어(28)의 위치를 고정시키는 동시에, 조정장치(38)를 고정시키기 위한 잠금장치를 만든다.

조정장치(38)는 밸브시트(22)에 대한 도어(28)의 위치를 각각 4가지로 조정할 수 있다. 제1 조정(80)은 도어(28)의 좌우 각도위치를 조정한다. 제2 조정(82)은 도어의 상하 각도위치를 조정하며, 제3 조정(84)은 밸브시트(22)에 대한 도어(28)의 좌우 직선위치를 조정하고, 제4 조정(86)은 도어(28)의 상하 직선위치를 조정한다.

밸브시트(22)에 대하여 도어(28)가 적절히 조정되도록 나사(78)들은 느슨하게 체결되어 있으며, 도어(28)는 선형 구동장치(40)의 제1 입구부(50)에 공압을 인가함으로써 밀폐된다. 필요시, 제2 접촉면(30)에 제1 접촉면(24)이 가압됨으로써 자동적으로 각도 조정(80, 82)이 되고, 직선 조정(84, 86)은 수동으로 이루어진다. 일단 도어(28)가 적절하게 위치되면, 나사(78)들은 그 위치에서 도어(28)가 고정되도록 조여진다. 일단 조정장치(38) 가고정되면, 챔버 내부(48)에서 마찰을 일으키는 부품의 이동은 전혀 없다.

본 발명이 비록 몇 개의 바람직한 실시예와 관련하여 기술되었지만, 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 있을 수 있음은 당업자에게 명백하다. 그러므로, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 정신 및 범위 안에 있는 그러한 변경 및 수정들도 포함한다.

Claims

슬릿 밸브장치에 있어서, 주축선 및 보조축선을 가지며 상기 주축선에 평행하고 상기 보조 축선에 수직인 이동면을 따라서 물체를 통과시킬 수 있는 틈부를 형성하는 벽수단과, 상기 이동면에 대해 비스듬한 밀봉면을 형성하는 제1 접촉면을 갖추고 상기 틈부를 둘러싸는 시트수단과, 상기 밀봉면과 평행하게 상기 제1 접촉면과 접촉 결합할 수 있는 제2 접촉면을 갖춘 도어수단과, 그리고 상기 도어수단을 상기 밀봉면에 수직인 액츄에이터 축선을 따라서 상기 시트수단으로부터 진퇴 이동시키기 위한 선형 액츄에이터수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿 밸브장치.
제1항에 있어서, 상기 이동면과 밀봉면 사이의 각도가 30°~60° 범위에 있는 것을 특징으로 하는 슬릿 밸브장치.
제2항에 있어서, 상기 각도가 45°인 것을 특징으로 하는 슬릿 밸브장치.
제1항에 있어서, 상기 선형 액츄에이터수단이 제1 단부에서 상기 도어수단에 결합되고, 제2 단부에서 왕복식 선형 구동장치에 결합되는 기다란 축을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿 밸브장치.
제4항에 있어서, 상기 축은 상기 벽수단을 관통하고, 상기 액츄에이터 축선을 따라서 상기 축을 안내하기 위하여 상기 벽수단에 결합되어 있는 안내수단 및 상기 벽수단과 상기 축의 제1 단부를 연결하는 봉입수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿 밸브장치.
제4항에 있어서, 상기 도어수단에 상기 축의 제1 단부를 결합시키는 다축선 조정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿 밸브장치.
제4항에 있어서, 상기 왕복식 선형 구동장치가 공압으로 작동되는 것을 특징으로 하는 슬릿 밸브장치.
제5항에 있어서, 상기 봉입수단이 제1 단부에서 상기 축에 연결되고 제2 단부에서 상기 벽수단에 결합되는 주름통인 것을 특징으로 하는 슬릿 밸브장치.
제8항에 있어서, 상기 제1 접촉면과 상기 제2 접촉면 사이에 배치되는 제1 밀봉수단과, 상기 주름통과 상기 벽수단 사이에 배치되는 제2 밀봉수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿 밸브장치.
이동면에 평행하게 물체가 통과할 수 있도록 벽에 제공된 기다란 틈부를 선택적으로 개방 또는 폐쇄하기 위한 방법에 있어서, 상기 이동면에 대하여 비스듬하게 밀봉면을 형성하는 제1 접촉면으로 상기 틈부를 둘러싸는 단계와, 그리고 상기 밀봉면에 수직방향으로 상기 제2 접촉면을 직선 이동시킴으로써 상기 제2 접촉면을 상기 제1 접촉면과 결합 또는 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 제2 접촉면이 상기 제1 접촉면에 결합되었을 때, 상기 제1 접촉면과 상기 제2 접촉면이 서로 평행하게 되고 상기 틈부가 상기 제2 접촉면에 의하여 완전히 덮여지도록 상기 제1 접촉면과 상기 제2 접촉면의 위치를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 위치를 조정하는 단계가 상기 제2 접촉면의 위치를 고정하는 잠금수단을 해제하는 단계와, 상기 제1 접촉면과 상기 제2 접촉면을 접촉시키는 단계와, 그리고 상기 잠금수단을 재작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.