KR101011484B1 - 반도체 제조장치의 격리 밸브장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 제조장치의 격리 밸브장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조장치의 격리 밸브장치는, 챔버(chamber) 간의 통로를 개폐하는 삼각형 모양의 플레이트; 상기 플레이트의 상하 개폐동작에 필요한 동력을 제공하는 작동부; 일단은 상기 플레이트와 결합되고 타단은 상기 작동부와 결합되어, 작동부의 동력을 플레이트에 전달하는 샤프트; 및 상기 플레이트와 결합된 샤프트가 내부에서 왕복 직선운동을 할 수 있도록 중공형태로 이루어지며, 상기 플레이트가 수용되는 위치에는 이에 대응되는 형태의 안착홈이 형성된 밸브 바디를 포함한다.
격리, 밸브, 챔버, 플레이트, 삼각형, 로드록

Description

반도체 제조장치의 격리 밸브장치{Isolation valve apparatus of the manufacturing apparatus for semiconductor}
본 발명은 반도체 제조장치의 격리 밸브장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 반도체 제조 환경에서 챔버간에 연결되는 통로를 개폐하는 밸브장치의 기계적인 움직임을 최소화하여 파티클의 발생을 줄이고, 또한, 통로를 개폐하는 플레이트와 이를 수용하는 밸브 바디가 서로 대응되는 삼각 형태로 맞물릴 수 있도록 함과 동시에 오링을 한쪽 방향만이 아닌 양쪽에 모두 설치함으로써, 로드록 챔버와 공정 챔버간의 압력차이로 인해 발생되는 리크(leak)를 최소화할 수 있는 반도체 제조장치의 격리 밸브장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정에 있어서, 로드록 영역과 공정 챔버 영역 사이를 개폐하는 역할을 수행하는 밸브장치가 요구되어진다. 이러한 밸브장치는 실린더로 이루어진 작동부와 샤프트, 플레이트, 보조 플레이트 등으로 구성되어 있다.
종래 반도체 제조 장치의 격리 밸브장치를 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명 하면, 플레이트(2)는 가이드(6)를 이용하여 보조 플레이트(5)와 연결되고, 이 때 실린더(4)의 샤프트(3)와 결합된 보조 플레이트(5)는 실린더(4)가 작동할 때, 베어링(7)에 의해 지지가 되며, 가이드(6)를 통해 보조 플레이트(5)와 연결되는 플레이트(2)는 스토퍼(8)에 도달할 때까지 이동하게 된다.
실린더(4)와 연동되는 보조 플레이트(5)와 가이드(6)에 의해 위로 이동하여 스토퍼(8)에 도달한 플레이트(2)는 더 이상 전진하지 못하고, 밸브 바디(1)와 만나 로드록 양 영역(100, 200)을 완전히 격리시킨다.
이러한 구성으로 이루어진 종래의 반도체 제조장치의 격리밸브장치는 플레이트(2)와 보조 플레이트(5) 간을 연결해주는 가이드(6), 그리고 보조 플레이트(5)의 고정/지지를 위한 베어링(7) 등과 같이 기계적인 동작이 요구되는 다양한 부품들로 인해, 격리밸브장치의 구동 시, 불필요한 파티클이 발생하여 청결해야 할 진공 영역이 오염된다는 문제점이 있다.
특히나 미세한 먼지 하나도 허용되지 않는 반도체 제조공정에서 이러한 파티클의 발생은 수율을 높이는 데에 가장 큰 저해요소로 작용될 수 있기 때문에, 격리밸브장치의 작동으로 인해 불필요한 파티클이 발생하는 것을 최대한 방지해야 한다.
또한, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 만약 오링(미도시)이 한쪽 방향으로만 설치되어 있는 경우 오링의 반대방향으로 역압이 걸리게 되면, 플레이트(2)가 밸브 바디(1)와의 결합에서 분리되어 로드록 챔버와 공정 챔버를 완전히 격리시키지 못해 리크(leak)가 발생한다는 문제점이 있다.
따라서, 반도체 제조장치에서 각 챔버 간의 영역을 격리시키는 밸브장치의 불필요한 구성요소를 제거하여 기계적인 동작에 의해 발생하는 입자(파티클)의 양을 최소화하고, 또한 밸브장치의 결합구조를 변경함으로써 로드록 챔버와 공정 챔버를 완전히 격리시킬 수 있도록 하기 위한 새로운 방안이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 반도체 제조 환경에서 챔버 간에 연결되는 통로를 개폐하는 밸브장치의 기계적인 움직임을 최소화하여 파티클의 발생을 줄이고, 또한, 통로를 개폐하는 플레이트와 이를 수용하는 밸브 바디가 서로 대응되는 삼각 형태로 맞물릴 수 있도록 함과 동시에 오링을 한쪽 방향만이 아닌 양쪽에 모두 설치함으로써, 로드록 챔버와 공정 챔버간의 압력차이로 인해 발생되는 리크(leak)를 최소화할 수 있는 반도체 제조장치의 격리 밸브장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조장치의 격리 밸브장치는, 챔버(chamber) 간의 통로를 개폐하는 삼각형 모양의 플레이트; 상기 플레이트의 상하 개폐동작에 필요한 동력을 제공하는 작동부; 일단은 상기 플레이트와 결합되고 타단은 상기 작동부와 결합되어, 작동부의 동력을 플레이트에 전달하는 샤프트; 및 상기 플레이트와 결합된 샤프트가 내부에서 왕복 직선운 동을 할 수 있도록 중공형태로 이루어지며, 상기 플레이트가 수용되는 위치에는 이에 대응되는 형태의 안착홈이 형성된 밸브 바디를 포함한다.
여기서, 상기 삼각형 모양의 플레이트는 오링을 사이에 두고 밸브 바디와 상접(相接)하도록 구성되는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조장치의 격리 밸브장치는,상기 플레이트 및 밸브 바디의 적어도 일측에 고온의 열을 발산하기 위한 열선을 구비할 수 있다.
또한, 상기 열선과 인접되도록 상기 상기 플레이트 및 밸브 바디의 적어도 일측에는 상기 열선으로부터 발산되는 온도를 측정하기 위한 온도센서 및 상기 온도 센서에서 인가된 온도값에 대응되도록 상기 열선의 작동을 제어하기 위한 제어부 등이 더 구비될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 반도체 제조장치의 격리 밸브장치에 따르면, 베어링 등의 기계적인 움직임을 요구하는 구성요소들을 제거함으로써, 파티클의 발생을 최소화할 수 있으며, 또한 오링을 양쪽방향으로 설치하고, 서로 대응되는 형태의 플레이트와 밸브 바디의 내부가 서로 맞물려 압력 차이로 인해 어느 한 방향으로 치우치는 것을 사전에 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 플레이트와 바디에 열선을 내장함으로써, 격리 밸브장치를 포함한 그 주위의 온도를 고온으로 유지할 수 있어, 반도체 제조장치 또는 진공장치에 사용되 는 가스로 인한 반응 부산물이 부착되는 것을 방지할 수 있다는 등의 추가적인 장점도 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자, 구성요소 또는 섹션들을 서술하기 위해서 이용되나, 이들 소자, 구성요소 또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 이용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자, 제 1 구성요소 또는 제 1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자, 제 2 구성요소 또는 제 2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 이용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 이용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 그리고, "A 또는 B"는 A, B, A 및 B를 의미한다. 또, 이하 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조장치의 격리 밸브장치를 나타낸 개략도이고, 도 6은 도 5에 도시된 반도체 제조장치의 격리 밸브장치의 차단 동작을 나타낸 개략도이다.
도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조장치의 격리 밸브장치는 밸브 바디(10), 삼각형 모양의 플레이트(20), 샤프트(30) 및 작동부(40) 등을 포함한다.
여기서, 로드록 영역과 공정 챔버(chamber) 영역 간의 통로를 개폐하는 플레이트(20)는 삼각형 모양으로 이루어지는 것이 바람직하며, 또한, 밸브의 차단 동작 시, 이를 수용하는 밸브 바디(10)도 역시, 삽입되는 플레이트(20)가 안정적으로 고 정될 수 있도록 하기 위해 서로 대응되는 크기와 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
다시 말해, 플레이트(20)가 밸브 바디(10)의 내부로 수용되면, 플레이트(20)가 밸브 바디(10)에 직접 상접(相接)되어 고정될 수 있어, 챔버(chamber) 간의 압력 차이로 인해 플레이트(20)가 어느 한 방향으로 치우치는 것을 사전에 방지할 수 있다. 이는, 곧 리크(leak)의 발생을 억제하는 것과 연관된다.
이 때, 본 발명을 종래 기술과 비교하여 보면, 삼각 형태의 플레이트(20)는 종래와 같이 스토퍼와 상접(相接)하는 대신, 오링을 사이에 두고 밸브 바디(10)와 상접되도록 구성하는 것이 바람직하다.
이와 같은 플레이트(20)의 개폐동작을 위해서는 동력이 필요하다. 이러한 동력을 공급하는 작동부(40)에는 실린더가 적용되어 좋을 수 있음은 당업자에 있어 자명할 것이다.
또한, 플레이트(20)와 작동부(40)를 연결해주는 샤프트(30)가 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 샤프트(30)의 일단에는 플레이트(20)가 결합되고, 타단에는 작동부(40)가 연결되여, 작동부(40)의 동력이 원활하게 삼각형 모양의 플레이트(20)까지 전달될 수 있도록 하는 것이 좋다.
이 때, 작동부(40)의 샤프트(30)에 플레이트(20)를 직접 연결함으로써, 작동부(40)가 구동할 때, 플레이트(20)가 허공에서 움직이도록 하는 것이 바람직할 수 있다.
이러한 플레이트(20)의 동작을 통해, 종래의 격리밸브장치에서 가이드, 베어링 등과 같은 기계적인 움직임으로 인해 불필요한 입자(파티클)가 발생하여 수율을 떨어뜨리는 문제점을 해소할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조장치의 열선이 구비된 격리 밸브장치를 나타낸 개략도이다.
도 7을 참고하면, 도 5에 도시된 반도체 제조장치의 격리 밸브장치에 있어서, 추가적으로 열선(50)이 구성될 수 있음을 알 수 있다.
이 때, 열선(50)은 통로의 개폐 동작을 수행하는 플레이트(20)와 밸브 바디(10)에 내장되는 형태가 바람직할 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이처럼, 밸브 바디(10)와 플레이트(20)에 추가적으로 열선(50)을 구비한 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조장치의 격리 밸브장치는, 격리 밸브장치와 그 주위의 온도를 고온을 유지하도록 하여, 반도체 제조공정 시, 사용되는 가스로 인한 반응 부산물들이 격리 밸브장치에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이러한 밸브 바디(10)에는 열선의 온도를 감지하기 위한 온도센서 및 온도 센서에서 인가된 온도값을 근거로 하여 열선(50)의 작동을 제어하기 위한 제어부 등이 추가로 구비되는 것이 가능하다.
열선(60)은 전원 공급을 받아 고온의 열을 발산함으로써, 밸브 바디(10)와 플레이트(20)를 포함하여 그 주변에 공정가스에 의해 생성된 반응 부산물의 부착을 방지할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
이때, 공정 가스에 의해 생긴 반응 부산물은 그 종류에 따라 부착을 방지하기 위한 온도가 각각 다르기 때문에, 온도센서와 열선의 온도를 제어하는 제어부를 이용하여, 공정 조건 등에 맞게 온도를 조절할 수 있도록 할 수 있다.
다시 말해, 공정의 종류에 따라 각각 상이한 공정 가스 또는 공정 부산물 등에 대응되도록 적절한 온도 조건이 상기 제어부에 의해 결정되어지면, 제어부는 해당 온도 조건에 맞춰 온도 센서를 통해 감지되는 열선(50)의 온도를 제어함으로써, 공정 부산물 등의 이물질이 부착되는 것을 효율적으로 방지할 수 있도록 하는 것이다.
이때, 제어부를 통한 온도 조건의 결정은 관리자의 입력 등에 의해 이루어지거나 또는 공정의 종류 등에 따라 자동으로 선택 결정되어지도록 구성 가능할 수 있다. 즉, 현재 진행중인 공정의 종류에 따라 적절한 온도 조건을 관리자가 직접 입력하도록 하거나, 또는 공정에 사용되는 반응 가스 및 기타 공정 조건에 적합하도록 컨트롤러가 적당한 온도 조건을 자동 선택할 수 있도록 한 것이다.
이때, 컨트롤러에 의해 선택이 이루어지는 공정 종류에 따른 온도 조건 데이터는 기 입력 설정되어 있을 수 있을 뿐만 아니라, 공정의 세부 조건(반응 가스, 공정 온도 조건 등)의 직접 입력을 통해 컨트롤러에 의해 실시간 계산되도록 구성될 수도 있음은 당업자에 있어 자명할 것이다.
또한, 온도센서는 열선(50)의 온도를 항시 체크하고 조절이 용이하도록 하기 위해 열선(50)이 설치되는 위치에 상호 근접하도록 설치되는 것이 좋을 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따르면, 열선(50)과 온도센서는 밸브 바디(10)와 플레이트(20) 각각의 내부에 적어도 하나 이상씩 설치되는 것이 바람직할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.
도 1은 종래 반도체 제조 장치의 격리 밸브 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 종래 반도체 제조 장치의 격리 밸브 장치의 개폐 동작을 개략적으로 나타낸 설명도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 격리 밸브 장치에 있어 오링의 반대방향으로 인가되는 역압에 의해 플레이트와 밸브 바디의 결합이 분리되는 과정을 나타낸 설명도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조장치의 격리 밸브장치를 나타낸 개략도이다.
도 6은 도 5에 도시된 반도체 제조장치의 격리 밸브장치의 차단 동작을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조장치의 열선이 구비된 격리 밸브장치를 나타낸 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 밸브 바디 20 : 플레이트
30 : 샤프트 40 : 작동부
50 : 열선 100 : 로드록 영역
200 : 공정 챔버 영역

Claims (5)

  1. 챔버(chamber) 간의 통로를 개폐하는 삼각형 모양의 플레이트;
    상기 플레이트의 상하 개폐동작에 필요한 동력을 제공하는 작동부;
    일단은 상기 플레이트와 결합되고 타단은 상기 작동부와 결합되어, 작동부의 동력을 플레이트에 전달하는 샤프트; 및
    상기 플레이트와 결합된 샤프트가 내부에서 왕복 직선운동을 할 수 있도록 중공형태로 이루어지며, 상기 플레이트가 수용되는 위치에는 이에 대응되는 형태의 안착홈이 형성된 밸브 바디를 포함하는 반도체 제조장치의 격리 밸브장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 삼각형 모양의 플레이트는 오링을 사이에 두고 밸브 바디와 상접(相接)하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 격리 밸브장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트 및 밸브 바디의 적어도 일측에는 고온의 열을 발산하기 위한 열선이 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 격리 밸브장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 열선과 인접되도록 상기 상기 플레이트 및 밸브 바디의 적어도 일측에는 상기 열선으로부터 발산되는 온도를 측정하기 위한 온도센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 격리 밸브장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 온도 센서에서 인가된 온도값에 대응되도록 상기 열선의 작동을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는 반도체 제조장치의 격리 밸브장치.
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