KR100501523B1 - 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 연통하는 한 쌍의 포트의 연통을 선택적으로 개폐시키기 위한 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체에 관한 것으로, 한 쌍의 포트중 하나를 선택적으로 밀폐시키기 위한 패킹, 패킹에 연결된 밸브 축, 밸브축을 선택적으로 상하운동시키기 위한 구동수단, 구동수단에 의해 밸브 축이 일정 궤도로 운동될 수 있도록 밸브 축을 가이드하기 위한 가이드 조립체를 포함한다. 따라서, 밸브 축은 가이드 조립체에 의해 보다 정확하게 상하 운동가능하므로, 패킹은 정확하게 소망하는 포트를 폐쇄시킬 수 있다.

Description

반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체{A VALVE ASSEMBLY FOR USE IN A SEMICONDUCTOR SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸브 축이 가이드 조립체에 의해 보다 정확하게 상하 운동할 수 있는 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 기판 처리장치는, 소정의 공정 예를 들어 증착, 확산 공정등이 수행되는 소정의 내부 공간을 갖는 튜브와 튜브에서 반응을 마친 가스가 배출되거나 튜브 내의 진공압을 조절하기 위한 가스 배관을 포함한다.

이러한 튜브와 가스 배관을 갖는 반도체 기판 처리장치를 도 1에 개략적으로 도시한다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 통상의 반도체 기판 처리장치는 증착, 확산 공정등이 실행되는 튜브 (10), 튜브(10)와 연통하는 가스 배관(20), 가스 배관(20)을 통해 튜브(10)와 연결된 진공 펌프(30)를 포함한다. 가스 배관(20) 상에는 튜브(10)에서 반응한 가스의 배기 흐름을 개폐하는 배기가스 밸브(EV)와 진공 펌프(30)로 부터 진공압을 개폐하는 메인 진공밸브(MV) 및 진공 펌프(30)와 메인 진공밸브(MV) 사이에 진공압을 나타내는 진공 게이지(G)가 설치되어 있다.

상술한 배기가스 밸브(EV)와 메인 진공밸브(MV)로서는 통상 벨로우즈 밸브 조립체가 사용된다.

도 2a 및 도 2b는 각각 벨로우즈 밸브 조립체(40)의 작동 전, 즉 튜브(10)와 가스 배관(20)의 폐쇄 상태 및 벨로우즈 밸브 조립체(40)의 작동 후, 즉 튜브(10)와 가스 배관(20)의 개폐 상태를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 벨로우즈 밸브 조립체(40)는 측면 일측에 에어 공급구(51)가 형성되고 하단에 진공 펌프(30)와 연통하는 제 1 포트(53)와 측면 하단 일측에 튜브(10)와 연통하는 제 2 포트(55)를 갖는 중공의 밸브 몸체(50)를 포함한다. 밸브 몸체(50)에는 또한, 에어 공급구(51)와 제 2 포트(55) 사이의 내주면에서 안쪽 방향으로 소정 길이 돌출되어 제 1 슬라이드 홀(57a)을 규정하는 격벽(57)이 형성된다.

벨로우즈 밸브 조립체(40)는 또한, 그의 상단을 덮는 제 2 슬라이드 홀(59a)이 형성된 덮개(59), 에어 공급구(51) 상측의 밸브 몸체(50) 내측면을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치되는 슬라이더(61), 슬라이더(61)를 관통하여 결합됨과 동시에 하단과 상단이 각각 제 1 및 제 2 슬라이드 홀(57a, 59a)에 슬라이딩 결합되는 밸브 축(63), 밸브 축(63)의 하단에 결합되고 제 1 포트(53)를 선택적으로 개폐시키는 패킹(65), 패킹(65)의 상측으로 밸브 축(63)의 둘레에 설치되는 벨로우즈(67), 슬라이더(61)와 덮개(59) 사이에 설치된 스프링(69)을 더 포함한다. 패킹(65)의 하단부에는 제 1 포트(53)를 폐쇄시킨 후 밀봉을 위하여 오링(65a)이 마련되어 있다.

이와 같은 벨로우즈 밸브 조립체(40)는 작동 전인 도 2a의 폐쇄 상태에서, 에어 공급구(51)를 통해 밸브 몸체(50) 내부로 에어가 공급되면 도 2b에 도시한 바와 같이, 에어의 압력에 의해 슬라이더(61)가 상측으로 슬라이딩되므로써 벨로우즈(67)를 압축함과 동시에, 패킹(65)이 제 1 포트(53)를 개방시킴으로써, 제 1 포트(53)와 연결된 진공 펌프(30)의 진공압이 제 2 포트(55)를 통해 튜브(10) 내로 공급된다.

에어 공급구(51)를 통해 밸브 몸체(50) 내부로의 에어 공급이 중단되면, 수축된 스프링(69)의 탄성력에 의해 슬라이더(61)가 하측으로 이동하므로써 패킹(65)이 제 1 포트(53)를 폐쇄시켜 튜브(10)로의 진공압 공급을 차단시킨다.

그러나, 이러한 벨로우즈 밸브 조립체에 있어서 슬라이더의 상하 운동시에 슬라이더가 미세하게 움직여, 밸브 축의 끝단에 마련된 패킹이 제 1 포트를 완전 차단하지 못하는 경우가 발생한다. 이로 인해, 튜브 내를 소망하는 압력으로 유지할 수 없게 된다. 또한, 종래의 패킹은 오링이 단지 1개만 마련될 수 있는 구조를 가지므로, 오링이 손상되는 경우를 대비해 다수의 오링을 장착시킬 수 없었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 벨로우즈 밸브 조립체의 벨로우즈의 이동을 방지하는 것에 의해, 튜브 내를 소망하는 압력으로 유지할 수 있는 반도체 기판 처리 장치의 개폐 밸브를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 실현하기 위해, 본 발명은 서로 연통하는 한 쌍의 포트의 연통을 선택적으로 개폐시키기 위한 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체에 있어서, 한 쌍의 포트중 하나를 선택적으로 밀폐시키기 위한 패킹, 패킹에 연결된 밸브 축, 밸브 축을 선택적으로 상하운동시키기 위한 구동수단, 구동수단에 의해 밸브 축이 일정 궤도로 운동될 수 있도록 밸브 축을 가이드하기 위한 가이드 조립체를 포함한다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 설명에 있어서, 필요한 경우 종래의 도면을 참조하여 설명하며 동일 부품에는 동일 부호를 부여한다.

도 3a 및 도 3b에는 본 발명에 따른 벨로우즈 밸브 조립체(100)가 도시되어 있으며, 각각은 벨로우즈 밸브 조립체(100)의 작동 전, 즉 튜브(10)와 가스 배관(20)의 폐쇄 상태 및 벨로우즈 밸브 조립체(100)의 작동 후, 즉 튜브(10)와 가스 배관(20)의 개폐 상태를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 벨로우즈 밸브 조립체(100)는 측면 일측에 에어 공급구(51)가 형성되고 하단에 진공 펌프(30)와 연통하는 제 1 포트(53)와 측면 하단 일측에 튜브(10)와 연통하는 제 2 포트(55)를 갖는 중공의 밸브 몸체(50)를 포함한다. 밸브 몸체(50)에는 또한, 에어 공급구(51)와 제 2 포트(55) 사이의 내주면에서 안쪽 방향으로 소정 길이 돌출되어 제 1 슬라이드 홀(57a)을 규정하는 격벽(57)이 형성된다.

벨로우즈 밸브 조립체(100)는 또한, 그의 상단을 덮는 제 2 슬라이드 홀(59a)이 형성된 덮개(59), 에어 공급구(51) 상측의 밸브 몸체(50) 내측면을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치되는 슬라이더(61), 슬라이더(61)를 관통하여 결합됨과 동시에 하단과 상단이 각각 제 1 및 제 2 슬라이드 홀(57a, 59a)에 슬라이딩 결합되는 밸브 축(63), 밸브 축(63)의 하단에 결합되고 제 1 포트(53)를 선택적으로 개폐시키는 패킹(165), 패킹(165)의 상측으로 밸브 축(63)의 둘레에 설치되는 벨로우즈(67), 슬라이더(61)와 덮개(59) 사이에 설치된 스프링(69), 제 1 포트(53) 상에 마련되어 패킹(165)과 선택적 결합되는 패킹 수용 부재(70)를 더 포함한다. 패킹(165)은 테이퍼 형상으로 구성되며, 패킹 수용 부재는 패킹(165)의 테이퍼 형상과 결합될 수 있는 경사면(71)을 갖는다. 이와 같이 테이퍼 형상을 갖는 것에 의해, 패킹(165)에는 제 1 포트(53)를 폐쇄한 상태에서 밀봉을 유지하기 위한 오링(165a)이 적어도 2개 이상 마련될 수 있다. 덮개(59) 상부에는 밸브 축(63)을 가이드하기 위한 가이드 조립체가 마련된다. 가이드 조립체는 밸브 축(63)의 상단에 밸브 축(63) 방향과 수직하게 마련된 가이드 축(110), 가이드 축(110)의 양단에 마련된 한 쌍의 롤러(112), 롤러(112)의 주행을 각각 가이드하는 레일(114)로 구성된다.

이와 같은 벨로우즈 밸브 조립체(100)는 작동 전인 도 3a의 폐쇄 상태에서, 에어 공급구(51)를 통해 밸브 몸체(50) 내부로 에어가 공급되면 도 3b에 도시한 바와 같이, 에어의 압력에 의해 슬라이더(61)가 상측으로 슬라이딩되므로써 벨로우즈(67)를 압축함과 동시에, 패킹(65)이 제 1 포트(53)를 개방시킴으로써, 제 1 포트(53)와 연결된 진공 펌프(30)의 진공압이 제 2 포트(55)를 통해 튜브(10) 내로 공급된다. 이 때, 밸브 축(63)의 상방 운동은 그의 상단에 마련된 가이드 조립체에 의해 진동없이 정밀하게 이루어진다. 구체적으로, 밸브 축(63)이 상하 운동할 때 가이드 축(110)의 롤러(112)가 레일(114)을 따라 이동한다.

에어 공급구(51)를 통해 밸브 몸체(50) 내부로의 에어 공급이 중단되면, 수축된 스프링(69)의 탄성력에 의해 슬라이더(61)가 하측으로 이동하므로써 패킹(165)이 제 1 포트(53)를 폐쇄시켜 튜브(10)로의 진공압 공급을 차단시킨다. 이때, 패킹(165)에 마련된 오링(165a)은 제 1 포트(53)를 폐쇄시킨 후 밀봉시키는 역할을 한다.

본 발명에 따르면, 밸브 축은 가이드 조립체에 의해 보다 정확하게 상하 운동가능하므로, 패킹은 정확하게 제 1 포트를 폐쇄시킬 수 있을 뿐만 아니라, 패킹이 테이퍼 형상을 가지므로, 제 1 포트를 밀봉시키기 위한 오링의 설치 면적을 증가시킬 수 있다는 효과가 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체의 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특정청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통사의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 종래의 반도체 기판 처리장치의 개략적으로 도시한 구성도이고,

도 2a 및 도 2b는 종래의 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체의 작동 전 및 후를 나타내는 도면이고,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체의 작동 전 및 후를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

70: 패킹 수용부재 110: 가이드 축

112: 롤러 114: 삽입부재

165: 패킹 165a: 오링

Claims (4)

1. 서로 연통하는 한 쌍의 포트의 연통을 선택적으로 개폐시키기 위한 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체에 있어서,

   상기 한 쌍의 포트중 하나를 선택적으로 밀폐시키기 위한 패킹,

   상기 패킹에 연결된 밸브 축,

   상기 밸브 축을 선택적으로 상하운동시키기 위한 구동수단,

   상기 구동수단에 의해 상기 밸브 축이 일정 궤도로 운동될 수 있도록 상기 밸브 축을 가이드하기 위한 가이드 조립체를 포함하는 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 패킹에는 2개 이상의 오링이 설치되는 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 조립체는 상기 밸브 축에 수직으로 연결되는 가이드 축, 상기 가이드 축의 양단에 마련된 한 쌍의 롤러, 상기 롤러를 가이드하기 위한 한 쌍의 레일을 포함하는 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 패킹은 테이퍼 형상을 가지며, 상기 테이퍼 형상의 패킹을 수용하기 위한 패킹 수용부재를 더 포함하는 반도체 기판 처리장치에 사용되는 밸브 조립체.