KR100837232B1 - 게이트 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 게이트 밸브에 관한 것으로, 그 구성은 진공챔버의 개폐구에 인접하게 마련되어 상기 개폐구를 단속하게 하는 실링판; 상기 실링판과 결합되는 한쌍의 보조판; 상기 한쌍의 보조판과 연결되어 보조판을 승하강시키는 실린더; 상기 실린더의 좌우에 배치되어 상기 보조판을 지지하며 승하강하는 승강부재; 외부에서 주입된 공기와 상기 승강부재가 서로 연개하여 상기 실링판을 수평 이동시키는 가압부재; 및 상기 진공챔버와 결합되되 상기 승강부재 및 가압부재가 내설되는 한쌍의 하우징;을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따르면, 기밀성을 균일하게 유지시킴과 동시에 실린더 의존성을 최소화하며 압력을 균일하게 분산시킬 수 있는 효과가 있다.

실링판, 가압부재, 보조판, 실린더, 튜브, 게이트 밸브

Description

게이트 밸브{Gate valve of vacuum processing apparatus}

도 1은 종래 기술의 게이트 밸브를 나타내는 개략도.

도 2는 종래 기술의 다른 게이트 밸브를 나타내는 개략도.

도 3은 본 발명의 게이트 밸브를 나타내는 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 게이트 밸브를 나타내는 정면도.

도 5는 도 4에 도시된 게이트 밸브를 나타내는 단면도.

도 6은 도 5에 도시된 A부분을 나타내는 부분 확대 단면도.

도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 게이트 밸브의 작동상태를 나타내는 개략도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 게이트 밸브 110 : 하우징

120 : 실링판 130 : 보조판

140 : 탈착부재 141 : 테이퍼 핀

142 : 가압체 143 : 테이퍼 볼트

144 : 스프링 145 : 가이드 레일

150 : 가압부재 151 : 고정판

152 : 인장 스프링 153 : 튜브

154 : 공기 주입관 160 : 승강부재

162 : 압지판 164 : 승강축

165 : 벨로우즈 166 : 회전축

167 : 베어링 바 170 : 실린더

172 : 실린더 로드 174 : 브라켓

200 : 진공챔버 210 : 개폐구

본 발명은 게이트 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기밀성을 균일하게 유지시킴과 동시에 실린더 의존성을 최소화하며 압력을 균일하게 분산시킬 수 있는 게이트 밸브에 관한 것이다.

통상적으로 반도체 웨이퍼 또는 액정기판을 처리하기 위한 장치에 있어서, 반도체 웨이퍼 또는 액정기판은 진공챔버에 구비되는 기판 이송통로를 통하여 여러 처리실로부터 삽입 또는 반출되는데, 이러한 기판 이송통로에는 이 통로를 개폐하는 게이트 밸브가 구비된다.

이러한 게이트 밸브의 대표적인 종래기술로써 도 1에 도시된 바와 같이, 진공챔버(1) 일측에 마련된 개폐구(2)상에 상기 개폐구와 대응되는 크기를 갖는 실링판(33)을 마련하고, 상기 실링판(33)을 수평 및 수직 이동시킬 수 있게 하는 수직실린더(31)와 수평실린더(35)를 다수개 구비하여 상기 수직실린더(31)는 수직로드(33)와 브라겟(34)에 의해 수평실린더(35)를 연결하고 있으며, 상기 수평실린더(35)는 실링판(33)과 연결되어 실링판(33)을 수평 수직 이동시켜 진공챔버를 개폐하게 되는 것이다.

그러나 이러한 종래기술의 경우 진공챔버 내부에서 발생하는 진공압에 의해 수평실린더(35)가 강한 압력을 받게 되는데, 이때 받게 되는 압력이 각각의 수평실린더에 대해 균일하게 대응되어야 하는데 각각의 수평실린더에 따라 압력차가 발생하여 일부분에서 압력 불균형에 의해 진공이 깨지는 문제점이 있었다.

또한 상기 게이트 밸브의 경우 실링판을 수평 및 수직 이동시킴으로 인해 구조가 복잡해지고 실린더를 이중으로 제어해야 하는 문제점이 있었다.

그리고, 도 2에 도시된 게이트 밸브(40)의 경우 실링판(33)을 로드(42)를 이용해 직접 연결하고, 상기 로드(42)와 연결되는 캠축(43)을 마련하여 상기 캠축(43)이 실린더 하우징(46)에 마련된 캠(44)을 따라 이동할 수 있게 하고 있다. 이는 상기 로드(42)의 수직 이동을 캠축(43)이 캠(44)의 경사면을 따라 이동하며 실링판(33)을 경사 이동할 수 있게 함으로써 개폐구를 차폐할 수 있게 하고 것이다.

그러나 이 경우 실린더에 의해 실링판을 지지하고 있어 상기 실린더가 진공압과 대응되는 힘을 갖고 있어야하므로 상대적으로 실린더의 부피가 커지는 문제점이 있었으며, 또한 상기 로드의 수직 이동을 캠에 의해 경사 이동으로 전환함으로 인해 실린더의 가압력 분산으로 인해 실린더가 더욱 커져야 하는 문제점이 있었다.

그리고 계속적인 반복 운동으로 발생하는 오차로 인해 기밀성이 떨어지는 문 제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기밀성을 균일하게 유지시킴과 동시에 실린더 의존성을 최소화하며 압력을 균일하게 분산시킬 수 있는 게이트 밸브를 제공함에 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.

본 발명의 게이트 밸브는, 진공챔버의 개폐구에 인접하게 마련되어 상기 개폐구를 단속하게 하는 실링판; 상기 실링판과 결합되는 한쌍의 보조판; 상기 한쌍의 보조판과 연결되어 보조판을 승하강시키는 실린더; 상기 실린더의 좌우에 배치되어 상기 보조판을 지지하며 승하강하는 승강부재; 외부에서 주입된 공기와 상기 승강부재가 서로 연개하여 상기 실링판을 수평 이동시키는 가압부재; 및 상기 진공챔버와 결합되되 상기 승강부재 및 가압부재가 내설되는 한쌍의 하우징;을 포함하여 이루어진다.

또한 상기 승강부재는 승강축과, 상기 승강축의 중단에 마련되어 상기 승강축을 회전 가능하게 하는 회전축과, 상기 승강축의 하단에 마련되어 외압을 인가받는 압지판으로 이루어져 상기 압지판에 가해진 외압에 위해 상기 승강축이 회전축을 중심으로 회전하며 상기 실링판을 수평이동 가능하게 한다.

그리고 상기 가압부재는 외부로부터 공기를 공급받아 상기 압지판을 가압하게 하는 튜브와, 상기 튜브와 인접하게 마련되되 상기 압지판과 연결되는 인장 스 프링으로 이루어져 상기 실링판을 수평 이동 가능하게 하며, 상기 승강부재에는 그 외부를 감싸되 상기 보조판과 하우징을 서로 연결하여 차폐하는 벨로우즈;를 더 구비하고, 상기 보조판 및 상기 실링판의 사이에는 상기 실링판을 탈부착 가능하게 하는 탈착부재;를 더 구비하며, 상기 탈착부재는 상기 실링판과 결합되는 가이드 레일을 마련하고, 상기 보조판에는 복수개의 가압체를 마련하되 상기 가압체의 사이에 위치한 테이퍼 핀과 볼트에 의해 상기 가압체를 가압하여 상기 가이드 레일과 밀착하도록 한다.

또한 상기 가압체에는 상기 보조판과의 사이에 마련되는 스프링;을 더 마련하여 상기 스프링에 의해 가압체가 지지되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 튜브는 그 단면의 형상이 다각, 원형 또는 타원형태 중 선택된 어느 하나로 이루어지며, 상기 튜브는 그 단면 형상의 일측이 주름진 형태를 갖도록 하고, 상기 튜브는 무한궤도 형태를 갖고 형성되도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바에 의하면, 상기 게이트 밸브(100)는 하우징(110), 실링판(120), 보조판(130), 탈착부재(140), 가압부재(150), 승강부재(160) 및 실린더(170)을 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(110)은 내부가 빈 사각틀 형상으로 이루어져 있으며, 틀의 외주 일부가 진공챔버(200)와 결합되어 있다.

상기 실링판(120)은 장방의 평판으로 일측면에는 패킹(미도시)이 마련되어 있으며, 상기 진공챔버(200)의 개폐구(210)와 인접하게 위치하여 후술하는 보조 판(130)과 연개하여 개폐구(210)를 단속하도록 하고 있다.

상기 보조판(130)은 상기 실링판(120)과 결합되어 실링판을 이동시키기는 보조역할을 하며 상기 실링판과 밀착되는 위치에 다수개의 가이드 홈(131)을 마련하고 있다.

상기 탈착부재(140)는 상기 보조판(130)과 실링판(120)의 사이에 위치하되 상기 가이드 홈(131) 내에 구성되어 상기 실링판(120)을 보조판(130)으로부터 탈착할 수 있게 마련하고 있으며, 그 구성으로 테이퍼 핀(141), 가압체(142), 테이퍼 볼트(143) 및 가이드 레일(145)로 이루어진다.

상기 가이드 레일(145)은 상기 실링판(120)의 측면에 다수개 배치되어 있고, 상기 가이드 홈(131)을 이용해 보조판과 연결하도록 하고 있다.

상기 가압체(142)는 짝수개로 이루어져 가이드 레일(145)에 인접하게 위치하며, 상기 보조판(130)에 형성된 가이드홈에 내설되되 서로 마주 보는 위치에 테이퍼 면(142a)을 대칭되게 형성하고 있다. 또한 상기 가압체(142)와 보조판의 사이에 스프링(144)을 마련하여 상기 스프링으로 하여금 가압체(142)를 압지하도록 하는 것이 바람직하다. 이는 상기 스프링(144)에 의해 가압체가 항시 일측 방향으로 밀고 있어 후술하는 테이퍼 핀의 외압이 제거되었을 때 가압체(142)가 가이드 홈(131)내부로 이동할 수 있게 하여 실링판의 탈거를 수월하게 할 수 있게 하기 위함이다.

상기 테이퍼 핀(141)은 봉 형상의 중심부에 나사(미도시)를 관통형성하고, 일측이 테이퍼 진 형태를 하고 있으며, 상기 테이퍼 볼트(143)와 대응되게 마련된다. 그리고 상기 테이퍼 볼트(143)는 상기 봉 형상 일측을 테이퍼지게 형성하고, 타측은 6각면체로 형성하며, 상기 테이퍼의 끝단에 나사를 형성하여 상기 테이퍼 핀(141)과 나사 결합되어 있다. 여기서 상기 테이퍼 핀(141) 및 테이퍼 볼트(143)의 테이퍼 면은 상기 가압체의 테이퍼 면과 동일한 경사를 갖고 형성되어 있다.

상기 가압부재(150)는 고정판(151), 인장 스프링(152), 튜브(153) 및 공기 주입관(154)으로 이루어져 상기 하우징(110) 내부에 짝수개 마련된다.

상기 고정판(151)은 일측에 튜브 안치홈(151a)를 형성하여 하우징(110)의 내부에 길이 방향으로 마련되며, 상기 고정판(151)의 상하면 각각에 인장 스프링(152)을 결합하고 있다. 또한 상기 길이 방향 일측면을 관통시켜 공기 주입관(154)을 결합하고 있다.

상기 튜브(153)는 상기 고정판(151)과 같이 길이 방향으로 관 형상으로 형성되며, 상기 공기 주입관(154)과 연결되어 외부로부터 공기를 공급받도록 하고 있다. 여기서 상기 튜브(153)는 그 단면의 형상이 다각, 원형 또는 타원형태 중 선택된 어느 하나로 이루어진다. 또한 상기 튜브(153)는 그 단면 형상의 일측이 주름진 형태를 갖도록 할 수 있다. 이는 상기 공기 주입관으로부터 유입된 공기가 튜브를 팽창시켜 가압력이 작용할 수 있게 하기 위함이다. 한편 상기 튜브의 다른실시예로써 무한궤도 형태를 갖고 형성되게 함으로써도 동일한 역할을 수행할 수 있도록 하고 있다.

상기 승강부재(160)는 압지판(162), 승강축(164), 회전축(166) 및 베어링 바(167)로 이루어져 있다.

상기 압지판(162)은 상기 튜브(153)를 사이에 위치시킨 상태로 상기 고정판(151)과 인접하게 위치하고 있으며, 상기 인장 스프링(152)에 의해 연결되어 있다.

상기 승강축(164)은 수직하게 형성된 환봉을 상기 하우징(110) 내부로부터 상기 보조판(130)까지 연장하고 있으며, 하단은 상기 압지판(162) 결합하되 상기 베어링 바(167)를 사이에 두고 결합하고, 상단은 보조판(130)과 결합하도록 하고 있다.

상기 회전축(166)은 상기 승강축(164)의 중단부 외주면을 감싸며 위치하되 상기 베어링 바(167)를 사이 위치시키고 있다. 그리고 상기 베어링 바(167)는 상기 승강축(164)의 외주를 감싸고 있으며, 내부에는 다수의 베어링이 내설되어 있어서, 베어링(167a)에 의해 승강축이 자연스럽게 슬라이딩되며 승하강할 수 있게 하고 있다. 또한 상기 압지판(162)과 회전축(166) 각각에 마련된 것은 상술한 바와 같다.

여기서 상기 승강축(162)에는 상기 보조판(130)과 하우징(110)의 사이에 위치하되 상기 승강축을 외주를 차폐시키는 벨로우즈(165)를 마련하는 것이 바람직하다. 이는 상시 벨로우즈를 이용해 승강축(164)의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 외부에서 발생된 파티클이 승강축(164)과 하우징(110)의 결합면 사이로 침투하는 것을 방지하기 위함이다.

상기 실린더(170)는 상기 한쌍으로 이루어진 하우징의 사이 즉, 실링판의 중앙부분에 위치하며, 상기 실린더 로드(172) 끝단에 갓 모양의 브라켓(174)을 마련하여 상기 브라켓을 이용해 한쌍의 보조판(130)을 지지하며 실링판(120)을 승하강 할 수 있게 하고 있다. 또한 상기 브라켓(174)에는 수평 방향으로 장공(176)을 형성시켜 상기 장공(176)에 실린더 로드(172)가 결합될 수 있게 하여 실링판의 수평 이동에 따라 장공에서 유동할 수 있게 하고 있다.

본 발명의 결합관계를 설명하면, 다음과 같다. 먼저 상기 하우징(110)의 내부에 고정판(151)을 길이 방향으로 결합한 후 상기 고정판(151)의 튜브 안치홈(151a)에 튜브(153)를 삽입하고, 상기 공기 주입관(154)을 고정판에 관통 결합시켜 상기 튜브(153)와 연결되게 한다. 그리고 상기 승강축(164)을 하우징내부에 수직하게 연장시킨 후 상기 승강축의 외주면 상에 한쌍의 베어링 바(167)를 삽입 결합하고, 상기 승강축 하단과 중단에 위치할 수 있게 한다. 이 상태에서 하단의 베어링 바에는 압지판(162)을 결합하여 고정판과 대응되게 위치시키고, 중단에 위치한 베어링 바에는 회전축(166)을 연결한다. 그리고 상기 회전축(166)을 하우징(110) 내주면과 연결되게 하여 상기 승강축이 회전축을 중심으로 회전할 수 있게 한다. 또한 상기 압지판(162) 인장 스프링(152)을 이용해 고정판(151)과 연결되게 한다.

한편 상기 하우징의 외부로 연장 돌출된 승강축 상단에 볼트(미도시)를 이용해 보조판(130)을 결합시킨 후 상기 승강축 외주를 감싸는 벨로우즈(165)를 상기 보조판(130)과 하우징(110)의 사이를 연결시킨다. 그리고 상기 보조판(130)과 인접하게 실링판(120)을 위치시킨 상태에서 상기 보조판(130)과 마주 보되 상기 가이드 홈(131)과 대응되는 위치에 다수개의 가이드 레일(145)을 배치시켜 상기 가이드 홈(131)에 가이드 레일(145)을 결합시킨다. 이때 상기 가이드 홈(131) 상에 홈(미 도시)을 형성하여 상기 홈에 스프링(144), 한쌍의 가압체(142), 테이퍼 핀(141) 및 테이퍼 볼트(143)를 순차적으로 삽입하는데, 먼저 상기 스프링(144)을 삽입한 후 상기 한쌍의 가압체(142) 중 하나를 테이퍼 면(142a)이 외측 방향을 향하게 삽입하고, 다른 하나를 대응되게 삽입하여 각각이 테이퍼 면이 서로 마주 보게 위치함으로써 외측에 위치한 가압체가 가이드 레일과 밀착될 수 있게 한다. 그리고 상기 보조판을 형성된 관통공(132)을 이용해 상부에서는 테이퍼 핀(141)을 삽입하고, 하부에서는 테이퍼 볼트(143)가 삽입되게 하여 각각의 테이퍼 면이 서로 마주 볼 수 있게 한다. 즉, 상기 보조판 및 하우징은 한쌍으로 이루어져 승강축에 의해 서로 연결되며, 상기 실링판의 길이 방향 양측에 각각 결합되게 되는 것이다.

그리고 상기 실린더(170)를 상기 보조판과 보존판의 사이에 위치시키고, 상기 브라켓(174)을 이용해 서로 결합될 수 있게 하여 실린더의 승하강에 따라 보조판이 승하강하게 되고, 이를 통해 실링판을 승하강시킬 수 있게 되는 것이다. 즉, 상기 실린더는 실링판을 승하강할 수 있는 역할만을 수행하고, 개폐구의 단속은 가압부재를 이용해 가능하게 하여 실링판이 승하강할 수 있을 정도의 크기만을 갖게 할 수 있어 게이트 밸브의 크기를 상대적으로 슬립 하게 구성할 수 있게 되는 것이다. 또한 각각의 작동을 독립되게 구성함으로써 더욱 슬립 하게 할 수 있게 되는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 작동상태를 설명한다.

공정을 위해 진공챔버를 차단할 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 실린더(170)를 이용해 실링판(120)을 승부로 승강시키게 되면, 상기 실링판은 개폐 구(210)와 수평을 이루며 인접하게 된다. 그리고, 도 8 또는 도 9에 도시된 바와 같이 공기 주입관(154)을 이용해 튜브(153)에 공기를 주입하면 상기 튜브는 팽창하며 압지판(162)을 가압하게 된다. 이때 상기 압지판(162)과 연결된 승강축(164)이 회전축(166)을 중심으로 하단은 진공챔버(200)의 외측 방향으로 이동하고 상단은 진공챔버(200)측으로 이동하게 되어 상기 실링판(120)이 개폐구(210)와 밀착하며, 상기 계폐구를 차단하게 되는 것이다.

또한 공정이 끝단 후 진공챔버를 개방할 경우에는 튜브에 공급되는 공기를 차단함과 동시에 방출시켜 튜브를 수축시키면, 상기 인장 스프링(152)에 의해 압지판(162)이 상기 회전축(166)을 중심으로 튜브 측으로 이용하며 개폐구를 차단하고 있는 실링판을 개폐구로부터 이격시키며 개방될 수 있게 한다. 그리고 상기 실린더 로드(174)를 하강시켜 개폐구를 완전 개방하면 된다.

그리고 실링판의 노화로 인해 교체시 보조판과 실링판을 연결하는 탈착부재를 이용해 실링판만을 교체하게 함으로써 작업 수율을 능대시킬 수 있게 하고 있다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

본 발명에 따르면, 기밀성을 균일하게 유지시킴과 동시에 실린더 의존성을 최소화하며 압력을 균일하게 분산시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 실링판을 탈부착 가능하게 함으로써 유지보수를 수월하게 할 수 있게 하는 효과를 가진다.

더불어 벨로우즈를 통해 진공챔버에서 발생된 파티클이 게이트 밸브 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (9)

1. 진공챔버의 개폐구에 인접하게 마련되어 상기 개폐구를 단속하게 하는 실링판;

   상기 실링판과 결합되는 한쌍의 보조판;

   상기 한쌍의 보조판과 연결되어 보조판을 승하강시키는 실린더;

   상기 보조판을 지지하는 승강축과, 상기 승강축의 중단에 마련되어 상기 승강축을 회전 가능하게 하는 회전축과, 상기 승강축의 하단에 마련되어 외압을 인가받는 압지판으로 이루어져 상기 압지판에 가해진 외압에 위해 상기 승강축이 회전축을 중심으로 회전하며 상기 실링판을 수평이동 가능하게 하는 승강부재;

   외부로부터 공기를 공급받아 상기 압지판을 가압하게 하는 튜브와, 상기 튜브와 인접하게 마련되되 상기 압지판과 연결되는 인장 스프링으로 이루어져 상기 실링판을 수평 이동 가능하게 하는 가압부재; 및

   상기 진공챔버와 결합되되 상기 승강부재 및 가압부재가 내설되는 한쌍의 하우징;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 승강부재에는 그 외부를 감싸되 상기 보조판과 하우징을 서로 연결하여 차폐하는 벨로우즈;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 보조판 및 상기 실링판의 사이에는 상기 실링판을 탈부착 가능하게 하는 탈착부재;를 더 구비하며, 상기 탈착부재는 상기 실링판과 결합되는 가이드 레일을 마련하고, 상기 보조판에는 복수개의 가압체를 마련하되 상기 가압체의 사이에 위치한 테이퍼 핀과 볼트에 의해 상기 가압체를 가압하여 상기 가이드 레일과 밀착하도록 하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 가압체에는 상기 보조판과의 사이에 마련되는 스프링;을 더 마련하여 상기 스프링에 의해 가압체가 지지되도록 하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 튜브는 그 단면의 형상이 다각, 원형 또는 타원형태 중 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 튜브는 그 단면 형상의 일측이 주름진 형태를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 튜브는 무한궤도 형태를 갖고 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.

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