KR100510589B1 - 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템 - Google Patents

반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템 Download PDF

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KR100510589B1
KR100510589B1 KR10-2003-0027258A KR20030027258A KR100510589B1 KR 100510589 B1 KR100510589 B1 KR 100510589B1 KR 20030027258 A KR20030027258 A KR 20030027258A KR 100510589 B1 KR100510589 B1 KR 100510589B1
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고남주
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Abstract

본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템에 관한 것으로서, 공정챔버(1)와 클라이오펌프(100)사이에 관로(211)를 형성한 밸브바디(210)가 설치되고, 밸브바디(210)의 관로(211)에 내측면을 따라 밀폐홈(212)이 형성되며, 실린더(220)의 작동으로 밸브바디(210)의 일측으로부터 관로(211)에 직각방향으로 왕복이동하는 리프스프링(230)의 팽창 및 가압에 의해 한 쌍의 씰플레이트(240)가 밀폐홈(212)의 양측면을 각각 밀폐시키고, 씰플레이트(240)의 일측면에 오링(250)이 설치되는 게이트밸브(200)와, 클라이오펌프(100)에 예비적으로 진공을 공급시키는 진공펌프(300)를 포함하는 공정챔버의 진공 공급시스템에 있어서, 밸브바디(210)의 일측에 밀폐홈(212)과 통하도록 설치되는 씰포트(400); 진공펌프(300)로부터 씰포트(400)로 진공을 공급하는 진공공급파이프(500); 진공공급파이프(500)상에 설치되어 진공의 공급을 개폐하는 개폐밸브(600); 및 클라이오펌프(100), 게이트밸브(200)의 실린더(220), 진공펌프(300) 및 개폐밸브(600)를 각각 제어하며, 게이트밸브(200)가 폐쇄시에만 개폐밸브(600)를 개방시켜 씰포트(400)를 통해 게이트밸브(200)의 밀폐홈(212)으로 진공이 공급되도록 하는 제어부(700)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은, 게이트밸브의 리크를 방지함으로써 공정챔버가 고진공상태를 유지하여 안정된 반도체 제조공정을 실시토록 하는 효과를 가지고 있다.

Description

반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템{SYSTEM FOR SUPPLYING VACUUM TO THE PROCESS CHAMBER FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 게이트밸브의 리크를 방지함과 아울러 오링 등의 파손을 방지하는 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위한 공정의 대부분은 진공상태에서 실시되고, 반도체 소자를 제조하기 위한 공정을 실시하는 공정챔버에 고진공을 공급하기 위하여 클라이오펌프(cryo pump)가 사용되며, 공정챔버와 클라이오펌프를 격리시키기 위하여 게이트밸브(gate valve)가 구비된다.
종래의 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버에 진공을 공급하는 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템을 도시한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템은 공정챔버(1)의 일측에 설치되는 클라이오펌프(10)와, 클라이오펌프(10)와 공정챔버(1)사이에 설치되는 게이트밸브(20)와, 클라이오펌프(10)를 예비적으로 진공시키는 진공펌프(30)와, 클라이오펌프(10), 게이트밸브(20), 및 진공펌프(30)를 각각 제어하는 제어부(40)를 포함한다.
클라이오펌프(10)는 진공펌프(30)에 의해 예비적으로 진공상태를 유지하여 공정챔버(1)에 고진공을 공급한다.
게이트밸브(20)는 공정챔버(1)와 클라이오펌프(10)사이에 설치되는 밸브바디(valve body; 21)와, 개폐를 위한 구동력을 제공하는 실린더(cylinder; 22)와, 실린더(22)의 작동에 의해 이동하는 리프스프링(leaf spring23)과, 리프스프링(23)의 가압에 의해 밸브바디(21)를 밀폐시키는 한 쌍의 씰플레이트(seal plate; 24)를 포함한다.
밸브바디(21)는 공정챔버(1)와 클라이오펌프(10)의 경로를 제공하는 관로(21a)가 형성되고, 관로(21a)의 내측면을 따라 밀폐홈(21b)이 형성된다.
실린더(22)는 공압에 의해 피스톤로드(22a)가 왕복 운동하며, 공압의 공급은 제어부(40)에 의해 제어되는 솔레노이드밸브(41)의 동작에 의해 공압공급부(50)로부터 공급받는다.
리프스프링(23)은 실린더(22)의 피스톤로드(22a)에 연결되어 밸브바디(21)의 관로(21a)에 직각방향으로 이동하며, 실린더(22)의 작동에 의해 밸브바디(21)의 밀폐홈(21b) 일측에 가압됨으로써 관로(21a)의 형성방향으로 팽창됨과 아울러 씰플레이트(24)를 관로(21a)의 형성방향으로 가압하도록 양측에 상하로 각각 볼(23a)이 구비된다.
씰플레이트(24)는 리프스프링(23)의 양측에 각각 상하로 슬라이딩 가능하게 결합되어 실린더(22)의 작동에 의해 리프스프링(23)과 함께 관로(21a)의 직각방향으로 밸브바디(21)의 밀폐홈(21b)을 따라 이동하며, 밀폐홈(21b)을 개방시 리프스프링(23)의 볼(23a)이 안착되는 안착홈(24a)이 형성된다. 따라서, 실린더(22)의 작동에 의해 리프스프링(23)이 밀폐홈(21b) 일측에 가압되어 관로(21a)의 형성방향을 따라 팽창시 리프스프링(23)의 볼(23a)이 안착홈(24a)의 중심으로부터 외측으로 벗어나게 되어 씰플레이트(24)를 가압하여 밀폐홈(21b)의 양측면에 밀폐시킨다.
씰플레이트(24)중 어느 하나에는 밀폐홈(21b)을 폐쇄시 밀폐홈(21b)의 일측면에 접촉하도록 오링(O-ring; 25)이 설치된다.
진공펌프(30)는 클라이오펌프(10)가 공정챔버(1)에 고진공을 공급시키기전에 예비적으로 클라이오펌프(10)에 진공을 공급한다.
제어부(40)는 클라이오펌프(10) 게이트밸브(20) 및 진공펌프(30)를 각각 제어하며, 게이트밸브(20)의 제어를 위해 공압공급부(50)로부터 게이트밸브(20)의 실린더(22)에 공급되는 공압을 솔레노이드밸브(41)에 의해 제어한다.
이와 같은 종래의 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템은 공정챔버(1)의 고진공 격리를 위하여 밸브바디(21)의 밀폐홈(21b)에 씰플레이트(24)가 큰 힘에 의해 서로 결합 내지 분리됨으로써 오링(25)이 쉽게 손상될 뿐만 아니라 씰플레이트(24)와 밀폐홈(21b)간에 유격이 발생하여 리크(leak)가 발생하는 문제점을 가지고 있었다.
특히, 게이트밸브(20)의 리크(leak)는 밀폐홈(21b)과 씰플레이트(24)의 결합 및 분리가 반복적으로 발생하여 가장 큰 힘을 받는 밀폐홈(21b)의 상측부분이 심하다.
게이트밸브(20)의 리크는 그 분해 및 조립작업에 많은 시간을 요하게 되므로 장비의 가동율을 현저하게 저하시키는 원인이 되었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 게이트밸브의 리크를 방지함으로써 공정챔버가 고진공상태를 유지하여 안정된 반도체 제조공정을 실시토록 하며, 게이트밸브가 개방시 무리한 힘이 가해지지 않도록 함으로써 오링 등이 쉽게 파손되는 것을 방지하여 장비의 가동율을 향상시키는 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 반도체 소자를 제조하기 위한 공정을 실시하는 공정챔버에 진공을 공급하는 클라이오펌프와, 공정챔버와 클라이오펌프사이에 관로를 형성한 밸브바디가 설치되고, 밸브바디의 관로에 내측면을 따라 밀폐홈이 형성되며, 실린더의 작동으로 밸브바디의 일측으로부터 관로에 직각방향으로 왕복이동하는 리프스프링의 팽창 및 가압에 의해 한 쌍의 씰플레이트가 밀폐홈의 양측면을 각각 밀폐시키고, 씰플레이트의 일측면에 밀폐홈의 측면과의 기밀을 유지하도록 오링이 설치되어 공정챔버와 클라이오펌프를 격리시키는 게이트밸브와, 클라이오펌프에 예비적으로 진공을 공급시키는 진공펌프를 포함하는 공정챔버의 진공 공급시스템에 있어서, 밸브바디의 일측에 밀폐홈과 통하도록 설치되는 씰포트; 진공펌프로부터 씰포트로 진공을 공급하는 진공공급파이프; 진공공급파이프상에 설치되어 진공의 공급을 개폐하는 개폐밸브; 및 클라이오펌프, 게이트밸브의 실린더, 진공펌프 및 개폐밸브를 각각 제어하며, 게이트밸브가 폐쇄시에만 개폐밸브를 개방시켜 씰포트를 통해 게이트밸브의 밀폐홈으로 진공이 공급되도록 하여 씰플레이트에서 발생되는 리크를 방지하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템을 도시한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템은 반도체 제조를 위한 공정이 실시되는 공정챔버(1)의 일측에 설치되는 클라이오펌프(cryo pump; 100)와, 공정챔버(1)와 클라이오펌프(100)사이에 설치되어 이들을 서로 격리시키는 게이트밸브(gate valve; 200)와, 클라이오펌프(100)에 예비적으로 진공을 공급하는 진공펌프(300)와, 게이트밸브(200)의 밸브바디(valve body; 210)에 설치되는 씰포트(seal port; 400)와, 진공펌프로부터 씰포트(400)로 진공을 공급하는 진공공급파이프(500)와, 진공공급파이프(500)의 진공 공급을 개폐시키는 개폐밸브(600)와, 클라이오펌프(100), 게이트밸브(200), 개폐밸브(600)를 각각 제어하는 제어부(700)를 포함한다.
클라이오펌프(100)는 진공펌프(300)에 의해 예비적으로 진공상태를 유지하여 공정챔버(1)에 고진공을 공급하며, 게이트밸브(200)에 의해 공정챔버(1)와 격리된다.
게이트밸브(200)는 공정챔버(1)와 클라이오펌프(100)사이에 설치되는 밸브바디(valve body; 210)와, 개폐를 위한 구동력을 제공하는 실린더(cylinder; 220)와, 실린더(220)의 작동에 의해 왕복이동하는 리프스프링(leaf spring; 230)과, 리프스프링(230)의 팽창 및 가압에 의해 밸브바디(210)를 밀폐시키는 한 쌍의 씰플레이트(seal plate; 240)를 포함한다.
밸브바디(210)는 공정챔버(1)와 클라이오펌프(100)의 경로를 제공하는 관로(211)가 형성되고, 관로(211)의 내측면을 따라 밀폐홈(212)이 형성되며, 일측에 씰포트(seal port; 400)가 설치된다.
실린더(220)는 유압에 의해 작동될 수도 있으나, 바람직하게는 공압에 의해 피스톤로드(221)가 왕복 운동하며, 공압의 공급은 제어부(700)에 의해 제어되는 솔레노이드밸브(710)의 동작에 의해 공압공급부(800)로부터 공급받는다.
리프스프링(230)은 실린더(220)의 피스톤로드(221)에 연결되어 밸브바디(210)의 관로(211)의 형성방향에 직각방향으로 이동하며, 실린더(220)의 작동에 의해 밸브바디(210)의 밀폐홈(212) 일측에 가압됨으로써 관로(211)의 형성방향으로 팽창됨과 아울러 씰플레이트(240)를 관로(211)의 형성방향으로 가압하도록 양측에 상하로 각각 볼(231)이 구비된다.
씰플레이트(240)는 리프스프링(230)의 양측에 각각 상하로 슬라이딩 가능하게 결합되어 실린더(220)의 작동에 의해 리프스프링(230)과 함께 관로(211)의 형성방향에 직각방향으로 밸브바디(210)의 밀폐홈(212)을 따라 이동하며, 밀폐홈(212)을 개방시 리프스프링(230)의 볼(231)이 안착되는 안착홈(241)이 형성된다. 따라서, 실린더(220)의 작동에 의해 리프스프링(230)이 밀폐홈(212) 일측에 가압되어 관로(211)의 형성방향을 따라 양쪽으로 팽창시 리프스프링(230)의 볼(231)이 안착홈(241)의 중심으로부터 외측으로 벗어나게 되어 씰플레이트(240)를 가압하여 밀폐홈(212)의 양측면에 밀폐시킨다.
씰플레이트(240)는 일측면에 밀폐홈(212)의 측면과의 기밀을 유지하도록 오링(O-ring; 250)이 설치된다.
오링(250)은 씰플레이트(240)마다 각각 설치됨이 바람직하다. 따라서, 씰플레이트(240)가 밸브바디(210)의 밀폐홈(212)을 이중으로 밀폐시킴으로써 리크(leak)를 이중으로 차단시킨다.
진공펌프(300)는 클라이오펌프(100)가 공정챔버(1)에 고진공을 공급시키기전에 예비적으로 클라이오펌프(100)에 진공을 공급함과 아울러 진공공급파이프(500)를 통해 씰포트(400)로 진공을 공급한다.
씰포트(400)는 게이트밸브(200)의 밸브바디(210) 일측에 밀폐홈(212)과 통하도록 설치되며, 진공공급파이프(500)를 통해 진공펌프(300)로부터 진공을 밀폐홈(212)으로 공급시킨다.
씰포트(400)는 밀폐홈(212)과 씰플레이트(240)의 결합 및 분리가 반복적으로 발생하여 가장 큰 힘을 받는 밀폐홈(212)의 상측에 상응하는 위치에 설치됨이 바람직하다.
진공공급파이프(500)는 진공펌프(300)로부터 씰포트(400)로의 진공 공급을 개폐시키기 위하여 개폐밸브(600)가 설치된다.
개폐밸브(600)는 에어밸브(air valve)로서 제어부(700)에 의해 제어된다.
제어부(700)는 클라이오펌프(100), 게이트밸브(200)의 실린더(220), 진공펌프(300) 및 개폐밸브(600)를 각각 제어하며, 게이트밸브(200)의 실린더(220)를 제어하기 위하여 공압공급부(800)로부터 게이트밸브(200)의 실린더(220)에 공급되는 공압을 솔레노이드밸브(710)에 의해 제어한다.
제어부(700)는 게이트밸브(200)가 폐쇄시에는 개폐밸브(600)를 개방시켜 씰포트(400)를 통해 게이트밸브(200)의 밀폐홈(212)으로 진공이 공급되도록 하며, 게이트밸브(200)가 개방시에는 개폐밸브(600)를 폐쇄시켜 씰포트(400)를 통해 게이트밸브(200)의 밀폐홈(212)으로 진공이 공급되는 것을 차단한다.
이와 같은 구조로 이루어진 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
제어부(700)가 솔레노이드밸브(710)를 동작시켜 실린더(220)를 동작시킴으로써 게이트밸브(200)의 씰플레이트(240)가 밀폐홈(212)을 밀폐시키면 개폐밸브(600)를 개방시켜 진공펌프(300)로부터 씰포트(400)를 통해 밀폐홈(212)으로 진공이 공급되도록 한다.
따라서, 씰플레이트(240)와 밀폐홈(212)의 틈새를 통해 진공의 리크(leak)가 발생하더라도 밀폐홈(212)에 진공이 공급됨으로써 게이트밸브(200)의 리크를 차단시킴으로써 공정챔버(1)가 고진공을 유지토록 한다.
제어부(700)가 실린더(220)를 동작시켜 게이트밸브(200)의 씰플레이트(240)가 밀폐홈(212)을 개방시 개폐밸브(600)를 폐쇄시켜 밀폐홈(212)으로 진공이 공급되는 것을 차단함과 아울러 진공공급파이프(500)내에 잔존하는 에어로 인해 밀폐홈(212)내의 진공이 해제됨으로써 씰플레이트(240)가 밀폐홈(212)으로부터 이격시 무리한 힘이 가해지지 않아 오링(250)이 파손되는 것을 방지한다.
씰포트(400)는 밀폐홈(212)과 씰플레이트(240)의 결합 및 분리가 반복적으로 발생하여 가장 큰 힘을 받는 밀폐홈(212)의 상측에 상응하는 위치함으로써 진공의 리크가 실질적으로 발생하기 쉬운 부분에 신속하게 진공을 공급시킨다.
오링(250)은 씰플레이트(240)마다 각각 설치됨으로써 씰플레이트(240)가 밸브바디(210)의 밀폐홈(212)을 이중으로 밀폐시켜 공정챔버(1)로부터 진공의 리크(leak)를 이중으로 차단시킨다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 게이트밸브의 리크를 방지함으로써 공정챔버가 고진공상태를 유지하여 안정된 반도체 제조공정을 실시토록 하며, 게이트밸브가 개방시 무리한 힘이 가해지지 않도록 함으로써 오링 등이 쉽게 파손되는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템은 게이트밸브의 리크를 방지함으로써 공정챔버가 고진공상태를 유지하여 안정된 반도체 제조공정을 실시토록 하며, 게이트밸브가 개방시 무리한 힘이 가해지지 않도록 함으로써 오링 등이 쉽게 파손되는 것을 방지하여 장비의 가동율을 향상시키는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템을 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템을 도시한 구성도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 클라이오펌프 200 : 게이트밸브
212 : 밀폐홈 240 : 씰플레이트
300 : 진공펌프 400 : 씰포트
500 : 진공공급파이프 600 : 개폐밸브
700 : 제어부

Claims (2)

  1. 반도체 소자를 제조하기 위한 공정을 실시하는 공정챔버에 진공을 공급하는 클라이오펌프와, 상기 공정챔버와 상기 클라이오펌프사이에 관로를 형성한 밸브바디가 설치되고, 상기 밸브바디의 관로에 내측면을 따라 밀폐홈이 형성되며, 실린더의 작동으로 상기 밸브바디의 일측으로부터 상기 관로에 직각방향으로 왕복이동하는 리프스프링의 팽창 및 가압에 의해 한 쌍의 씰플레이트가 상기 밀폐홈의 양측면을 각각 밀폐시키고, 상기 씰플레이트의 일측면에 상기 밀폐홈의 측면과의 기밀을 유지하도록 오링이 설치되어 상기 공정챔버와 상기 클라이오펌프를 격리시키는 게이트밸브와, 상기 클라이오펌프에 예비적으로 진공을 공급시키는 진공펌프를 포함하는 공정챔버의 진공 공급시스템에 있어서,
    상기 밸브바디의 일측에 상기 밀폐홈과 통하도록 설치되는 씰포트;
    상기 진공펌프로부터 상기 씰포트로 진공을 공급하는 진공공급파이프;
    상기 진공공급파이프상에 설치되어 진공의 공급을 개폐하는 개폐밸브; 및
    상기 클라이오펌프, 상기 게이트밸브의 실린더, 상기 진공펌프 및 상기 개폐밸브를 각각 제어하며, 상기 게이트밸브가 폐쇄시에만 상기 개폐밸브를 개방시켜 상기 씰포트를 통해 상기 게이트밸브의 밀폐홈으로 진공이 공급되도록 하여 상기 씰플레이트에서 발생되는 리크를 방지하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 오링은 상기 씰플레이트마다 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템.
KR10-2003-0027258A 2003-04-29 2003-04-29 반도체 소자를 제조하기 위한 공정챔버의 진공 공급시스템 KR100510589B1 (ko)

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