KR101007711B1

KR101007711B1 - 플라즈마 처리장치

Info

Publication number: KR101007711B1
Application number: KR1020080046040A
Authority: KR
Inventors: 이상문; 김기찬
Original assignee: 주식회사 에스에프에이
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2011-01-13
Also published as: CN101585663A; KR20090120146A; TWI372187B; TW200949003A; CN101585663B

Abstract

플라즈마 처리장치가 개시된다. 본 발명의 플라즈마 처리장치는, 로드락 챔버; 로드락 챔버와 이격되어 배치되는 트랜스퍼 챔버; 및 로드락 챔버의 일측에 결합되는 슬롯 밸브를 포함하며, 슬롯 밸브는, 양 측면에 적어도 하나의 슬롯이 각각 형성되는 밸브 하우징; 밸브 하우징에 마련되어 양 측면 중 어느 하나에 형성된 슬롯을 개폐하는 블레이드; 블레이드의 개폐 동작을 위한 구동력을 제공하는 액추에이터; 및 유지보수 작업시 액추에이터에 결합되어 블레이드의 개폐 동작을 차단하는 록킹수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 작업자가 유지보수 작업을 수행하는 중에 예기치 못한 슬롯 밸브의 개폐 동작에 의한 안전사고를 방지할 수 있다.

로드락 챔버, 게이트 밸브, 도어 밸브, 유지보수, 안전

Description

플라즈마 처리장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 작업자가 유지보수 작업을 수행하는 중에 로드락 챔버를 개폐하는 슬롯 밸브의 예기치 못한 개폐 동작에 의한 안전사고를 방지할 수 있는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

평면디스플레이는 개인 휴대단말기를 비롯하여 TV나 컴퓨터의 모니터 등으로 널리 채용된다. 이러한 평면디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등으로 그 종류가 다양하다.

이들 중에서, 특히 LCD(Liquid Crystal Display)는 2장의 얇은 상하 유리기판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입하고, 상하 유리기판의 전극 전압차로 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 숫자나 영상을 표시하는 일종의 광스위치 현상을 이용한 소자이다. LCD는 현재, 전자시계를 비롯하여, 전자계산기, TV, 노트북 PC 등 전자제품에서 자동차, 항공기의 속도표시판 및 운행시스템 등에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있다.

종전만 하더라도 LCD TV는 20인치 내지 30인치 정도의 크기를 가지며, 모니 터는 17인치 이하의 크기를 갖는 것이 대부분이었다. 하지만, 근래에 들어서는 40인치 이상의 대형 TV와 20인치 이상의 대형 모니터가 출시되어 판매되고 있으며 이에 대한 선호도가 나날이 높아지고 있는 실정이다.

따라서 LCD를 제조하는 제조사의 경우, 보다 넓은 유리기판을 제작하고자 연구 중에 있으며, 현재에는 가로/세로의 폭이 2미터 내외에 이르는 소위, 8세대라 불리는 유리기판이 양산되고 있다.

이러한 LCD는 증착(Deposition), 사진식각(Photo Lithography), 식각(Etching), 화학기상 증착(Chemical Vapor Deposition) 등의 공정이 반복적으로 수행되는 TFT 공정, 상하 유리기판을 합착하는 Cell 공정, 그리고 기구물을 완성하는 모듈(Module) 공정을 통해 제품으로 출시된다.

전술한 TFT 공정 중 하나인 화학기상 증착공정은 플라즈마 처리장치 중 하나인 화학기상 증착장치에 의해 수행된다.

통상적인 화학기상 증착장치는, 화학기상 증착공정을 수행하는 복수 개의 프로세스 챔버(process chamber)와, 해당 프로세스 챔버로 기판이 진입되기 전에 기판이 프로세스 챔버로 진입될 수 있는 환경을 조성하는 로드락 챔버(loadlock chamber)와, 프로세스 챔버와 로드락 챔버를 연결하며 로드락 챔버 내의 기판을 해당 프로세스 챔버로 이송하거나 해당 프로세스 챔버 내의 기판을 로드락 챔버로 이송하는 로봇 암이 설치되는 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)를 구비한다.

프로세스 챔버는, 일반적으로 고온 저압의 환경에서 기판에 대한 화학 기상 증착 공정을 수행한다. 이때 대기압 상태에 있는 기판을 직접 고온 저압의 프로세 스 챔버로 진입시키는 과정에 어려움이 있기 때문에, 기판을 해당 프로세스 챔버로 이송하기 전에 프로세스 챔버와 동일한 환경을 조성해주어야 하는데, 이러한 역할을 담당하는 것이 로드락 챔버이다. 즉, 로드락 챔버는 외부로부터 기판이 프로세스 챔버로 인입되기 전 또는 프로세스 챔버로부터 기판이 외부로 인출되기 전에 프로세스 챔버의 환경 또는 외부의 환경과 실질적으로 동일한 상태로 기판을 수용하는 챔버를 제공한다.

최근에는 기판의 대형화로 로드락 챔버의 크기가 커지고 공정 효율 및 생산성의 향상을 고려하여 3개의 단위 챔버를 갖는 3단 적층 구조의 '멀티 로드락 챔버'가 사용되고 있다.

한편, 통상적인 화학기상 증착장치는, 로드락 챔버의 양측에 각각 결합되어 로드락 챔버를 개폐하는 2개의 슬롯 밸브(slot valve)를 구비한다. 여기서, 로드락 챔버의 트랜스퍼 챔버를 향하는 측면에서 로드락 챔버에 결합되는 슬롯 밸브를 「게이트 밸브」라 하고, 로드락 챔버의 외부를 향하는 측면에서 로드락 챔버에 결합되는 슬롯 밸브를 「도어 밸브」라 한다.

그러나, 위와 같은 구성을 갖는 통상적인 화학기상 증착장치는, 부품을 교체/수리하거나 공정 중에 기판의 일부가 깨짐으로 인해 발생하는 글래스 파편(glass particle) 등을 청소하는 등의 유지보수 작업시, 슬롯 밸브의 개폐 동작을 차단하는 안전장치를 구비하고 있지 않기 때문에, 작업자가 유지보수 작업을 수행하는 중에 예기치 못한 슬롯 밸브의 개폐 동작에 의한 안전사고가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 작업자가 유지보수 작업을 수행하는 중에 로드락 챔버를 개폐하는 슬롯 밸브의 예기치 못한 개폐 동작에 의한 안전사고를 방지할 수 있는 플라즈마 처리장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 로드락 챔버; 상기 로드락 챔버와 이격되어 배치되는 트랜스퍼 챔버; 및 상기 로드락 챔버의 일측에 결합되는 슬롯 밸브를 포함하며, 상기 슬롯 밸브는, 양 측면에 적어도 하나의 슬롯이 각각 형성되는 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징에 마련되어 상기 양 측면 중 어느 하나에 형성된 상기 슬롯을 개폐하는 블레이드; 상기 블레이드의 개폐 동작을 위한 구동력을 제공하는 액추에이터; 및 유지보수 작업시 상기 액추에이터에 결합되어 상기 블레이드의 개폐 동작을 차단하는 록킹수단을 포함하는 것을 특징으로 플라즈마 처리장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 액추에이터는, 상기 밸브 하우징에 결합되는 실린더본체와, 상기 실린더본체에 대해 신축(伸縮) 가능한 실린더로드를 포함하는 실린더이며, 상기 록킹수단은,상기 실린더로드가 상기 실린더본체에 대해 구속되도록, 상기 실린더본체의 일측에서 삽입되어 상기 실린더로드를 관통하는 록킹핀(locking pin)일 수 있다.

상기 실린더본체에는, 상기 실린더로드의 양측에 각각 배치되는 2개의 록킹 용 블럭이 마련되고, 상기 록킹용 블럭에는, 유지보수 작업시 상기 록킹핀이 삽입되는 핀 삽입홀이 형성되며, 상기 실린더로드에는, 상기 실린더로드가 신장되지 않은 위치에서 상기 핀 삽입홀과 동일한 축선상에 배치되는 핀 관통홀이 형성될 수 있다.

상기 실린더에는, 상기 슬롯 밸브의 정상적인 작동시 상기 록킹핀을 보관하기 위한 핀 보관수단이 마련될 수 있다.

상기 실린더본체에는, 상기 실린더로드의 양측에 각각 배치되는 2개의 록킹용 블럭이 마련되고, 상기 핀 보관수단은, 상기 록킹용 블럭에 관통 형성되어 상기 록킹핀이 삽입되는 핀 보관홀일 수 있다.

상기 2개의 록킹용 블럭 중 적어도 어느 하나에는, 상기 핀 보관홀에 삽입된 상기 록킹핀을 고정하는 고정핀이 삽입되는 핀 고정홀이 상기 핀 보관홀과 교차하는 방향으로 형성될 수 있다.

상기 록킹핀에는, 상기 핀 보관홀에 삽입된 때 상기 고정핀이 상기 핀 고정홀에 삽입되면, 상기 고정핀의 단부가 걸림되도록 환형홈이 원주방향을 따라 함몰 형성될 수 있다.

상기 실린더와 상기 록킹핀은 분실방지용 띠에 의해 연결될 수 있다.

상기 슬롯 밸브는, 상기 실린더에 마련되며, 상기 록킹핀에 의해 스위칭(switching)되어 상기 실린더에 공급되는 구동 전력을 차단하는 신호발생모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 실린더에는, 상기 슬롯 밸브의 정상적인 작동시 상기 록킹핀을 보관하 기 위한 핀 보관홀이 형성되고, 상기 신호발생모듈은, 상기 핀 보관홀에 삽입된 상기 록킹핀에 의해 접촉 가압되어 상기 실린더에 구동 전력의 공급이 가능하고, 상기 핀 보관홀에서 상기 록킹핀이 삽입 해제되면 개방(open)되어 상기 실린더에 공급되는 구동 전력을 차단하는 탄성 스위치를 포함할 수 있다.

상기 블레이드는, 상기 밸브 하우징 내에 회동 가능하게 마련되어 상기 슬롯을 개폐하며, 상기 플라즈마 처리장치는, 화학기상 증착장치일 수 있다.

상기 슬롯 밸브는, 상기 로드락 챔버의 상기 트랜스퍼 챔버를 향하는 측면에서 상기 로드락 챔버에 결합되는 게이트 밸브와, 상기 로드락 챔버의 외부를 향하는 측면에서 상기 로드락 챔버에 결합되는 도어 밸브 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명은, 플라즈마 처리장치의 로드락 챔버를 개폐하는 슬롯 밸브에 있어서, 유지보수 작업시 슬롯 밸브의 개폐 동작을 위한 구동력을 제공하는 액추에이터에 결합되어 슬롯 밸브의 개폐 동작을 차단하는 록킹수단을 구비함으로써, 작업자가 유지보수 작업을 수행하는 중에 예기치 못한 슬롯 밸브의 개폐 동작에 의한 안전사고를 방지할 수 있다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

참고로, 이하에서 설명할 기판이란, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등을 포함하는 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)를 가리키나, 설명의 편의를 위해 이들을 구분하지 않고 기판이라 하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(1000)는, LCD 기판 제조용 화학기상 증착장치로서, 화학기상 증착공정을 수행하는 복수 개의 프로세스 챔버(300, process chamber)와, 해당 프로세스 챔버(300)로 기판이 진입되기 전에 기판이 프로세스 챔버(300)로 진입될 수 있는 환경을 조성하는 로드락 챔버(200, loadlock chamber)와, 프로세스 챔버(300)와 로드락 챔버(200)를 연결하는 트랜스퍼 챔버(400, transfer chamber)를 구비한다. 트랜스퍼 챔버(400)에는 로드락 챔버(200) 내의 기판을 해당 프로세스 챔버(300)로 이송하거나 해당 프로세스 챔버(300) 내의 기판을 로드락 챔버(200)로 이송하는 로봇 암(410)이 마련된다.

한편, 도 1에 도시된 플라즈마 처리장치(1000)는 화학기상 증착장치(Chemical Vapor Deposition Apparatus)이지만, 본 발명은 화학기상 식각장치(Chemical Vapor Etching Apparatus) 등의 플라즈마 처리를 활용한 다양한 장치 에 적용될 수 있음은 물론이다. 즉, 본 명세서에서 「플라즈마 처리」란 플라즈마 에칭(Plasma Etching)과 플라즈마 증착(Plasma Vapor Deposition)의 의미를 포함한다.

프로세스 챔버(300)는, 고온 저압의 환경에서 기판에 대한 화학기상 증착공정을 수행한다. 이때 대기압 상태에 있는 기판을 직접 고온 저압의 프로세스 챔버(300)로 진입시키는 과정에 어려움이 있기 때문에, 기판을 해당 프로세스 챔버(300)로 이송하기 전에 프로세스 챔버(300)와 동일한 환경을 조성해주어야 하는데, 이러한 역할을 담당하는 것이 로드락 챔버(200)이다.

구체적으로, 로드락 챔버(200)는 인덱서 로봇(미도시)에 의해 외부로부터 화학기상 증착공정의 대상이 되는 기판이 인입되면, 내부의 환경을 프로세스 챔버(300)와 실질적으로 동일한 온도와 압력으로 조성한다. 이처럼 프로세스 챔버(300)와 실질적으로 동일한 환경이 조성된 로드락 챔버(200) 내의 기판은 트랜스퍼 챔버(400)에 마련되는 로봇 암(410)에 의해 인출되어 해당 프로세스 챔버(300)로 이송된 후 해당 증착공정이 수행된다. 반대로 프로세스 챔버(300) 내에서 증착공정이 완료된 기판은 트랜스퍼 챔버(400)에 마련되는 로봇 암(410)에 의해 인출되어 외부와 실질적으로 동일한 온도와 압력을 유지하는 로드락 챔버(200)로 이송된 후 최종적으로 인덱서 로봇(미도시)에 의해 외부로 인출된다.

이와 같이, 로드락 챔버(200)는 외부로부터 기판이 프로세스 챔버(300)로 인입되기 전 또는 프로세스 챔버(300)로부터 기판이 외부로 인출되기 전에 프로세스 챔버(300)의 환경 또는 외부의 환경과 실질적으로 동일한 상태로 기판을 수용하는 챔버를 제공한다.

본 실시예에서 첨부된 도면들에는 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 로드락 챔버(200)는 공정 효율을 높이고 생산성을 향상시키기 위해 3단 적층구조로 이루어져 3개의 단위 챔버를 구비하는 이른바 '멀티 로드락 챔버'이다. 이에 따라 로드락 챔버(200)의 양측면에는 기판을 인입하거나 인출하기 위한 슬롯(미도시)이 각각 3개씩 형성된다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(1000)는, 로드락 챔버(200)의 개폐 동작을 수행하도록 로드락 챔버(200)의 양측에 각각 결합되는 2개의 슬롯 밸브(slot valve, 100-1, 100-2)를 더 구비한다. 여기서, 로드락 챔버(200)의 트랜스퍼 챔버(400)를 향하는 측면에서 로드락 챔버(200)에 결합되는 슬롯 밸브(100-1)를 「게이트 밸브」라 하고, 로드락 챔버(200)의 외부를 향하는 측면에서 로드락 챔버(200)에 결합되는 슬롯 밸브(100-2)를 「도어 밸브」라 한다.

게이트 밸브(100-1)는, 로드락 챔버(200)와 트랜스퍼 챔버(400) 사이에 배치되어 로드락 챔버(200)와 트랜스퍼 챔버(400)를 연결한다. 이러한 게이트 밸브(100-1)는 로드락 챔버(200)와 트랜스퍼 챔버(400) 간에 기판이 이동될 때 로드락 챔버(200) 또는 트랜스퍼 챔버(400) 내의 진공상태를 안정적으로 보존하고 공정의 진행이 용이하도록 필요에 따라 개폐 동작을 반복하는 역할을 담당한다.

도어 밸브(100-2)는, 인덱서 로봇(미도시)에 의해 외부로부터 화학기상 증착공정의 대상이 되는 기판이 로드락 챔버(200)에 인입되거나 로드락 챔버(200)로부터 화학기상 증착공정이 완료된 기판이 외부로 인출되도록, 로드락 챔버(200)와 외 부를 연결하여 개폐 동작을 반복하는 역할을 담당한다.

본 실시예에서 적용되는 게이트 밸브(100-1)와 도어 밸브(100-2)는 그 구성 및 작용이 상호 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 게이트 밸브(100-1)를 중심으로 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 도시된 게이트 밸브의 사시도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 게이트 밸브의 절단 사시도이며, 도 4는 정상적인 작동시 도 2에 도시된 실린더의 사시도이고, 도 5는 유지보수 작업시 도 2에 도시된 실린더의 사시도이며, 도 6은 도 4에 도시된 록킹핀의 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 게이트 밸브(100-1)는, 전술한 바와 같은 3개의 단위 챔버를 구비하는 로드락 챔버(200)에 적용되는 플래퍼 밸브(flapper valve) 방식으로서, 3개의 내부공간으로 구획되는 밸브 하우징(110, Valve Housing)과, 각각의 내부공간에 회동 가능하게 마련되어 블레이드(120)의 개폐 동작을 담당하는 3개의 블레이드(120, blade)와, 밸브 하우징(110)의 각각의 내부공간에 하나씩 마련되는 3개의 힌지축(140)과, 블레이드(120)와 힌지축(140)을 연결하는 커넥팅 아암(130, connecting arm)과, 블레이드(120)의 개폐 동작을 위한 구동력을 제공하는 액추에이터로서의 실린더(150)와, 유지보수 작업시 실린더(150)에 결합되어 블레이드(120)의 개폐 동작을 차단하는 록킹수단으로 제공되는 록킹핀(160)를 구비한다.

다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 단일 챔버를 구비하는 로드락 챔버에 적용 가능하도록 단일의 내부공간으로 구획된 게이트 밸브로 구성될 수 있으 며, 더 나아가 2개의 내부공간 또는 4개 이상의 내부공간으로 구획된 게이트 밸브로 구성될 수 있음은 물론이다. 아울러, 본 발명은 게이트 밸브를 블레이드 또는 플레이트(plate)가 상하 수직방향으로 이동하여 개폐 동작이 이루어지는 통상적인 업 다운 밸브(up-down valve) 방식으로 적용할 수도 있다.

밸브 하우징(110)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 3개의 내부공간으로 구획되는데, 밸브 하우징(110)의 상부면을 구성하는 상부벽(115)과, 밸브 하우징(110)의 하부면을 구성하는 하부벽(118)과, 상부벽(115)과 하부벽(118) 사이에 배치되어 밸브 하우징(110)을 3개의 내부공간으로 구획하는 제1 구획벽(116) 및 제2 구획벽(117)을 구비한다.

그리고, 밸브 하우징(110)의 일측면 및 타측면에는 로드락 챔버(200)과 트랜스퍼 챔버(400) 간에 이송되는 기판이 통과할 수 있도록, 슬롯(112,114)이 3개의 내부공간에 대응되도록 각각 3개씩 형성되는데, 이하 설명의 편의를 위해 로드락 챔버(200)를 향하는 측면(도 1의 A 방향 측면)에 형성된 3개의 슬롯(112)을 「제1 슬롯」이라 하고, 트랜스퍼 챔버(400)를 향하는 측면(도 1의 B 방향 측면)에 형성된 3개의 슬롯(114)을 「제2 슬롯」이라 한다.

한편, 밸브 하우징(110)의 상부벽(115)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 슬롯(114) 측에서 제1 슬롯(112)으로 갈수록 두께가 증가하도록 그 하부면이 테이퍼진 형상을 갖는다. 이때, 하부면의 테이퍼진 각도는 블레이드(120)의 회동을 간섭하지 않는 범위에서 결정된다. 또한, 밸브 하우징(110)의 각 내부공간의 상부면을 한정하는 제1 구획벽(116) 및 제2 구획벽(117)도, 전술한 상부벽(115)과 마찬가지 로, 제2 슬롯(114) 측에서 제1 슬롯(112)으로 갈수록 두께가 증가하도록 그 하부면들이 각각 테이퍼진 형상을 갖는다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 게이트 밸브(100-1)는, 블레이드(120)의 회동을 간섭하지 않는 범위 내에서, 상부벽(115), 제1 구획벽(116) 및 제2 구획벽(117)의 평균적인 두께가 증가하므로, 공정 진행 중에 압력 차이에 의해 발생하는 굽힘응력에 대한 밸브 하우징(110)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

블레이드(120)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 챔버(400)를 향하는 제2 슬롯(114)을 개폐할 수 있도록, 밸브 하우징(110) 내에 회동 가능하게 마련된다. 이때, 제2 슬롯(114)은 트랜스퍼 챔버(400)와 마주보는 밸브 하우징(110)의 측면에 3개가 형성되므로, 블레이드(120) 또한 각각의 제2 슬롯(114)을 독립적으로 개폐할 수 있도록 3개가 마련된다. 도 2 및 도 3에서, 위에서 첫 번째 및 두 번째 블레이드(120)는 제2 슬롯(114)이 닫힌 상태로, 세 번째 블레이드(120)는 제2 슬롯(114)이 열린 상태로 도시되어 있다.

블레이드(120)의 회전 중심을 제공하는 힌지축(140)은, 밸브 하우징(110)의 좌우측면을 관통하여 제2 슬롯(114)에 인접한 위치에 설치되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 소정의 간격의 두고 배치된 복수 개의 베어링(144)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 이때, 각각의 베어링(144)은 베어링 지지체(142)에 의해 지지된다.

커넥팅 아암(130)은, 블레이드(120)가 밸브 하우징(110) 내에서 회동 가능하도록, 블레이드(120)와 힌지축(140)을 연결하는 수단으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 아암(132) 및 제2 아암(134)을 구비한다.

커넥팅 아암(130)의 제1 아암(132)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 고정나사 등의 체결부재(미도시)에 의해 블레이드(120)의 로드락 챔버(200)를 향하는 측면에서 블레이드(120)에 결합된다.

커넥팅 아암(130)의 제2 아암(134)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 아암(132)과 힌지축(140)을 상호 연결한다. 제2 아암(134)의 상단부는 도 3에서 상측으로 개방된 'ㄷ'자 형상으로 형성되어 체결핀(136) 등에 의해 제1 아암(132)과 회동 가능하게 결합한다. 또한, 제2 아암(134)의 하단부는 힌지축(140)을 에워싸는 형상을 가지되, 상기 힌지축(140)과의 결합 및 분해가 용이하도록 제2 슬롯(114)이 닫힌 상태에서 로드락 챔버(200) 쪽을 바라보는 일측이 개방된 'ㄷ'자 형상으로 힌지축(140)과 결합한다. 즉, 힌지축(140)과 결합하는 제2 아암(134)의 하단부는, 제2 슬롯(114)이 열린 상태에 있을 때, 개방된 일측이 하측 방향을 향하게 된다. 이때, 제2 아암(134)에서 개방된 일측의 반대 측면에는 힌지축(140)과의 고정을 위해 고정핀이나 고정나사 등이 삽입되는 홀(미도시)이 형성된다.

본 실시예에서 커넥팅 아암(130)은, 안정적이고 신뢰성 있는 블레이드(120)의 구동을 위하여 블레이드(120)의 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 두고 4개가 배치되는데, 커넥팅 아암(130)의 개수는 블레이드(120)의 크기에 따라 적절히 선택될 수 있음은 물론이다.

실린더(150)는, 블레이드(120)의 개폐 동작을 위한 구동력을 제공하는 액추에이터로서, 밸브 하우징(110)에 결합되는 실린더본체(150a)와, 실린더본체(150a)에 대해 신축(伸縮) 가능하게 결합되는 실린더로드(150b)를 구비하는 공압 또는 유 압 실린더이다.

실린더본체(150a)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 그 상측 단부가 브라켓(146)을 통해 밸브 하우징(110)의 측면에 고정 결합된다. 이때, 실린더본체(150a)의 상측 단부와 브라켓(146)은 체결핀(158)에 의해 상호 체결된다.

실린더로드(150b)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 그 하측 단부가 힌지축 아암(145)을 통해 블레이드(120)의 회전 중심을 제공하는 힌지축(140)에 결합된다.

여기서, 힌지축 아암(145)은, 힌지축(140)의 단부와 결합되어 실린더(150)의 직선운동을 회전운동으로 변환할 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더로드(150b)가 결합된 부분이 회전 중심으로부터 편심된 형상을 갖는다. 이에 따라, 실린더로드(150b)가 신장과 수축하는 직선운동이 힌지축 아암(145)에 의해 대략 90°범위 내에서 회전운동으로 변환되어 힌지축(140)에 전달되고, 이와 같이 힌지축(140)에 전달된 회전력이 블레이드(120)를 구동하게 되는 것이다.

본 실시예에서, 실린더(150)는, 도 2에는 전부 도시되지 않았지만, 밸브 하우징(110)의 좌측면과 우측면에 각각 3개씩 배치되어 해당 블레이드(120)를 독립적으로 구동한다. 즉, 하나의 블레이드(120)에 대해 좌우측면에 한 쌍의 실린더(150)가 마련된다.

한편, 본 발명의 액추에이터는 전술한 실린더(150)에 한정되지 아니하며, 블레이드(120)의 개폐 동작을 위한 구동력을 제공할 수 있는 구성이라면 다양한 방식의 액추에이터가 적용될 수 있음은 물론이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 록킹핀(160)은, 유지보수 작업시 실린더본 체(150a)의 일측에서 삽입되어 실린더로드(150b)를 관통함으로써 실린더로드(150b)가 실린더본체(150a)에 대해 구속되도록 하는 역할을 담당한다.

여기서, 유지보수 작업이란, 게이트 밸브(100-1)를 포함하여 플라즈마 처리장치(1000)의 각 구성요소에 대한 부품 교체 및 수리는 물론, 공정 중에 기판의 일부가 깨짐으로 인해 발생하는 글래스 파편(glass particle) 등을 청소하기 위한 작업 등을 포함한다.

한편, 실린더본체(150a)에는 유지보수 작업시 록킹핀(160)이 결합되기 위한 구조로서 실린더로드(150b)의 양측에 각각 배치되는 2개의 록킹용 블럭(151)이 마련된다.

록킹용 블럭(151)에는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유지보수 작업시 록킹핀(160)이 삽입되는 핀 삽입홀(152)이 형성되며, 실린더로드(150b)에는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 실린더로드(150b)가 신장되지 않은 위치에서 핀 삽입홀(152)과 동일한 축선상에 배치되는 핀 관통홀(153)이 형성된다.

록킹핀(160)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 전체적으로 원형 단면을 갖는 막대 형상으로, 2개의 록킹용 블럭(151)에 형성된 2개의 핀 삽입홀(152)에 모두 삽입되기에 적절한 길이 및 직경를 갖는 몸체부(161)와, 몸체부(161)의 일단으로부터 연장되어 몸체부(161)보다 큰 직경을 갖는 머리부(162)를 구비한다. 이러한 구성을 갖는 록킹핀(160)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 유지보수 작업시 실린더(150)에 결합된 상태에서, 머리부(162)가 도 5에서 우측에 위치한 록킹용 블럭(151)에 걸림되어 더 이상 좌측 방향으로 들어가지 않으며, 몸체부(161)의 단부가 도 5에서 좌측 에 위치한 록킹용 블럭(151)에 형성된 핀 삽입홀(152)을 관통하여 돌출된 위치에 배치된다.

이에 따라, 전술한 바와 같은 유지보수 작업이 필요한 경우에, 작업자는 실린더로드(150b)가 신장되지 않은 위치에서 록킹용 블럭(151)에 형성된 핀 삽입홀(152)과 실린더로드(150b)에 형성된 핀 관통홀(153)에 록킹핀(160)을 삽입하여 실린더본체(150a)와 실린더로드(150b)를 상호 결합시킴으로써, 실린더로드(150b)가 실린더본체(150a)에 대해 구속되도록 할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 게이트 밸브(100-1)는, 실린더로드(150b)가 실린더본체(150a)에 대해 구속되도록 실린더본체(150a)와 실린더로드(150b)를 상호 결합시키는 록킹핀(160)을 구비함으로써, 작업자가 유지보수 작업을 수행하는 중에 예기치 못한 블레이드(120)의 개폐 동작에 의한 안전사고를 방지할 수 있다.

한편, 실린더에는, 게이트 밸브(100-1)의 정상적인 작동시 록킹핀(160)을 보관하기 위한 핀 보관수단이 마련되는데, 본 실시예에서는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 실린더본체(150a)의 록킹용 블럭(151)에 관통 형성되어 록킹핀(160)이 삽입되는 핀 보관홀(154)이 핀 보관수단으로 제공된다.

그리고, 실린더본체(150a)의 2개의 록킹용 블럭(151) 중 어느 하나(도 4에서 좌측에 위치한 록킹용 블럭)에는, 핀 보관홀(154)에 삽입된 록킹핀(160)을 고정하는 고정핀(155)이 삽입되는 핀 고정홀(미도시)이 핀 보관홀(154)과 교차하는 방향으로 형성되는데, 이는 게이트 밸브(100-1)의 진동 또는 외부의 충격 등에 의해 핀 보관홀(154)에 삽입된 록킹핀(160)이 핀 보관홀(154)에서 빠지지 않도록 하기 위함 이다. 여기서, 록킹핀(160)의 몸체부(161) 단부에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 록킹핀(160)이 핀 보관홀(154)에 삽입된 상태에서 고정핀(155)이 핀 고정홀(미도시)에 삽입되면 고정핀(155)의 단부가 걸림되도록 환형홈(161a)이 원주방향을 따라 함몰 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 핀 고정홀(미도시)은, 본 실시예와 달리, 2개의 록킹용 블럭(151) 모두에 형성되어도 무방하다.

이에 따라, 록킹핀(160)은, 게이트 밸브(100-1)를 포함한 플라즈마 처리장치(1000)의 정상적인 작동시에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 핀 보관홀(154)에 삽입되어 보관됨으로써, 유지보수 작업이 필요한 경우, 작업자는, 록킹핀(160)을 다른 장소에서 가져와야 한다거나 록킹핀(160)을 항상 휴대해야 하는 불편함 없이, 핀 보관홀(154)에서 록킹핀(160)을 빼내어 실린더로드(150b)가 실린더본체(150a)에 대해 구속되도록 실린더본체(150a)와 실린더로드(150b)를 상호 결합시킬 수 있다.

한편, 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만, 록킹핀(160)이 분실되는 것을 방지하기 위하여, 실린더(150)와 록킹핀(160)은 분실방지용 띠(미도시)에 의해 연결되는 것이 바람직하다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 게이트 밸브(100-1)는, 실린더(150)에 마련되며 록킹핀(160)에 의해 스위칭(switching)되어 실린더(150)에 공급되는 구동 전력을 차단하는 신호발생모듈(170)을 더 구비한다.

신호발생모듈(170)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 실린더(150)에 공급되는 구동 전력을 연결하거나 차단하는 신호를 발생시키는 신호발생부(171)와, 신호발생부(171)의 일측에 외팔보(cantilever) 형태로 결합되는 탄성 스위치(172) 를 구비한다. 이때, 신호발생모듈(170)은, 브라켓(173)에 의해 록킹용 블럭(151)에 형성된 핀 보관홀(154)에 인접한 위치에서 록킹용 블럭(151)에 결합된다.

위와 같은 구성을 갖는 신호발생모듈(170)은, 록킹핀(160)에 의해 스위칭(switching)된다. 즉, 신호발생모듈(170)의 탄성 스위치(172)는, 도 4에 도시된 바와 같이 핀 보관홀(154)에 삽입된 록킹핀(160)의 몸체부(161) 단부에 의해 접촉 가압되어 실린더(150)에 구동 전력의 공급이 가능하고, 도 5에 도시된 바와 같이 핀 보관홀(154)에서 록킹핀(160)이 삽입 해제되면 개방(open)되어 실린더(150)에 공급되는 구동 전력을 차단한다.

전술한 바와 같이, 록킹핀(160)은 게이트 밸브(100-1)의 정상적인 작동시 핀 보관홀(154)에 삽입되어 보관되고 유지보수 작업시 핀 보관홀(154)에서 빼내어져 록킹용 블럭(151)에 형성된 핀 삽입홀(152)과 실린더로드(150b)에 형성된 핀 관통홀(153)에 삽입되기 때문에, 신호발생모듈(170)은, 탄성 스위치(172)가 개방 위치에 있을 때, 실린더(150)에 공급되는 구동 전력을 차단하도록 설정된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 게이트 밸브(100-1)는, 록킹핀(160)에 의해 스위칭되어 유지보수 작업시 실린더(150)에 공급되는 구동 전력을 차단하는 신호발생모듈(170)을 구비함으로써, 유지보수 작업시 예기치 못한 블레이드(120)의 개폐 동작을 록킹핀(160)을 이용하여 기구적으로 차단하는 동시에 신호발생모듈(170)을 이용하여 제어적으로 차단하는 것이 가능하다.

따라서, 본 실시예에 따른 게이트 밸브(100-1)는, 유지보수 작업을 위하여 작업자가 핀 보관홀(154)에서 록킹핀(160)을 빼낸 후 실린더본체(150a)와 실린더로 드(150b)를 상호 결합시키는 것을 깜박 잊거나 핀 삽입홀(152)과 핀 관통홀(153)에 제대로 끼워넣지 않은 경우에도, 신호발생모듈(170)에 의해 블레이드(120)의 개폐 동작이 차단되므로, 작업자가 유지보수 작업을 수행하는 중에 예기치 못한 게이트 밸브(100-1))의 개폐 동작에 의한 안전사고의 위험을 더욱 감소시킬 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 2는 도 1에 도시된 게이트 밸브의 사시도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 게이트 밸브의 절단 사시도이다.

도 4는 정상적인 작동시 도 2에 도시된 실린더의 사시도이다.

도 5는 유지보수 작업시 도 2에 도시된 실린더의 사시도이다.

도 6은 도 4에 도시된 록킹핀의 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1000 : 플라즈마 처리장치

100-1 : 게이트 밸브 100-2 : 도어 밸브

110 : 밸브 하우징 120 : 블레이드

130 : 커넥팅 아암 140 : 힌지축

150 : 엑추에이터(실린더) 160 : 록킹핀

170 : 신호발생모듈

200 : 로드락 챔버

300 : 프로세스 챔버

400 : 트랜스퍼 챔버

Claims

로드락 챔버;

상기 로드락 챔버와 이격되어 배치되는 트랜스퍼 챔버; 및

상기 로드락 챔버의 일측에 결합되는 슬롯 밸브를 포함하며,

상기 슬롯 밸브는,

양 측면에 적어도 하나의 슬롯이 각각 형성되는 밸브 하우징;

상기 밸브 하우징에 마련되어 상기 양 측면 중 어느 하나에 형성된 상기 슬롯을 개폐하는 블레이드;

상기 블레이드의 개폐 동작을 위한 구동력을 제공하는 액추에이터; 및

유지보수 작업시 상기 액추에이터에 결합되어 상기 블레이드의 개폐 동작을 차단하는 록킹수단을 포함하며,

상기 액추에이터는,

상기 밸브 하우징에 결합되는 실린더본체와, 상기 실린더본체에 대해 신축(伸縮) 가능한 실린더로드를 포함하는 실린더이며,

상기 록킹수단은,

상기 실린더로드가 상기 실린더본체에 대해 구속되도록, 상기 실린더본체의 일측에서 삽입되어 상기 실린더로드를 관통하는 록킹핀(locking pin)인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 실린더본체에는, 상기 실린더로드의 양측에 각각 배치되는 2개의 록킹용 블럭이 마련되고,

상기 록킹용 블럭에는, 유지보수 작업시 상기 록킹핀이 삽입되는 핀 삽입홀이 형성되며,

상기 실린더로드에는, 상기 실린더로드가 신장되지 않은 위치에서 상기 핀 삽입홀과 동일한 축선상에 배치되는 핀 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 실린더에는,

상기 슬롯 밸브의 정상적인 작동시 상기 록킹핀을 보관하기 위한 핀 보관수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제4항에 있어서,

상기 실린더본체에는, 상기 실린더로드의 양측에 각각 배치되는 2개의 록킹용 블럭이 마련되고,

상기 핀 보관수단은, 상기 록킹용 블럭에 관통 형성되어 상기 록킹핀이 삽입 되는 핀 보관홀인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제5항에 있어서,

상기 2개의 록킹용 블럭 중 적어도 어느 하나에는,

상기 핀 보관홀에 삽입된 상기 록킹핀을 고정하는 고정핀이 삽입되는 핀 고정홀이 상기 핀 보관홀과 교차하는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제6항에 있어서,

상기 록킹핀에는,

상기 록킹핀이 상기 핀 보관홀에 삽입된 상태에서 상기 고정핀이 상기 핀 고정홀에 삽입되면, 상기 고정핀의 단부가 걸림되도록 환형홈이 원주방향을 따라 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 실린더와 상기 록킹핀은 분실방지용 띠에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 슬롯 밸브는,

상기 실린더에 마련되며, 상기 록킹핀에 의해 스위칭(switching)되어 상기 실린더에 공급되는 구동 전력을 차단하는 신호발생모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제9항에 있어서,

상기 실린더에는, 상기 슬롯 밸브의 정상적인 작동시 상기 록킹핀을 보관하기 위한 핀 보관홀이 형성되고,

상기 신호발생모듈은, 상기 핀 보관홀에 삽입된 상기 록킹핀에 의해 접촉 가압되어 상기 실린더에 구동 전력의 공급이 가능하고, 상기 핀 보관홀에서 상기 록킹핀이 삽입 해제되면 개방(open)되어 상기 실린더에 공급되는 구동 전력을 차단하는 탄성 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 블레이드는, 상기 밸브 하우징 내에 회동 가능하게 마련되어 상기 슬롯을 개폐하며,

상기 플라즈마 처리장치는, 화학기상 증착장치인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 슬롯 밸브는,

상기 로드락 챔버의 상기 트랜스퍼 챔버를 향하는 측면에서 상기 로드락 챔버에 결합되는 게이트 밸브와, 상기 로드락 챔버의 외부를 향하는 측면에서 상기 로드락 챔버에 결합되는 도어 밸브 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.