KR101124377B1 - 진공 공정용 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명과 관련된 진공 공정용 밸브는, 인렛포트 및 아웃렛포트가 형성된 밸브 바디; 상기 인렛포트를 개폐시키는 실링부와, 상기 실링부를 전진 또는 후퇴시키는 샤프트를 포함하는, 샤프트 어셈블리; 공압에 의해 상기 샤프트 어셈블리를 구동할 수 있게 상기 샤프트 어셈블리에 연결되는 제1피스톤; 및 닫힘상태에서 상기 제1피스톤을 제1거리로 이동시키는 제1개방상태와, 상기 제1개방상태에서 상기 제1피스톤을 제2거리로 이동시키는 제2개방상태를 구현할 수 있도록 상기 제1피스톤을 구동하는 단계조절부를 포함한다.

Description

진공 공정용 밸브{VALVE FOR VACCUUM PROCESS}

본 발명은 반도체 제조 공정 등에서 단계에 따라 진공도를 제어할 수 있게 형성된 진공 공정용 밸브에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조 공정을 진행하기 위해서는 많은 진공 시스템이 사용된다. 예를 들어, 화학 기상 증착의 경우, 반도체 웨이퍼가 배치된 진공 챔버에 가스를 주입하고 일정한 에너지를 전달하여 플라즈마를 발생시키면 웨이퍼에 반응이 일어나면서 박막을 형성한다. 박막의 형성과정에서 발생된 불필요한 반응물들은 펌프 및 배관을 통해 배출된다.

이러한 진공 시스템은 펌프 및 배관의 진공도를 제어할 수 있게 진공 조절용의 밸브가 설치된다. 일반적으로 진공 조절용 밸브는 유로를 개폐하는 밸브 부재에 실린더 로드를 장착하고, 실린더의 피스톤 운동에 의하여 구동하는 것으로 구성되어 있다. 진공 밸브의 실린더의 구동 방식은 노멀크로스타입, 노멀오픈타입, 복동타입 등이 있고, 각각의 용도에 맞추어 선정된다.

이중 노멀클로즈타입의 진공 밸브는, 한쪽의 밸브실에 구동 공기를 공급하고, 한 쪽에 스프링을 사용하여 실린더를 구동하며, 구동 공기를 공급하지 않는 경우 진공 밸브는 닫힌다. 노멀오픈타입의 진공 밸브도 동일하게 한쪽의 밸브실에 구동 공기를 공급하고, 한쪽에 스프링을 사용하여 실린더를 구동하며, 구동 공기를 공급하지 않는 경우 진공 밸브는 열린다. 복동 타입의 진공 밸브는 양쪽의 밸브실에 구동 공기를 공급하여 밸브를 개폐시킨다.

이와 같은 종래의 진공 밸브는 진공을 형성하기 위하여 급속히 밸브를 개방하는 방식으로서, 큰 압력차에 의하여 개폐시에 밸브 또는 펌프에 손상을 가할 여지가 있다. 또한, 밸브의 완전 개방시에도 밸브실 내에 부속품들이 입자의 이동 경로상에 위치하게 되어 와류를 형성하게 되고 그에 따라 침착을 가속시키기도 한다.

본 발명은 상기한 점을 감안한 것으로, 진공 형성시 배기 유량을 단계적으로 제어함으로써 밸브 또는 펌프 장치를 보호할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 인렛포트와 아웃렛포트 사이를 이동하는 입자의 동동선(動線)을 단순화시킴으로써 저항을 줄이고 입자의 침착을 최소화시키는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명과 관련된 진공 공정용 밸브는, 인렛포트 및 아웃렛포트가 형성된 밸브 바디; 상기 인렛포트를 개폐시키는 실링부와, 상기 실링부를 전진 또는 후퇴시키는 샤프트를 포함하는, 샤프트 어셈블리; 공압에 의해 상기 샤프트 어셈블리를 구동할 수 있게 상기 샤프트 어셈블리에 연결되는 제1피스톤; 및 닫힘상태에서 상기 제1피스톤을 제1거리로 이동시키는 제1개방상태와, 상기 제1개방상태에서 상기 제1피스톤을 제2거리로 이동시키는 제2개방상태를 구현할 수 있도록 상기 제1피스톤을 구동하는 단계조절부를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 인렛포트의 진행축선과 아웃렛포트의 진행축선은 상호 직각을 이루도록 상기 밸브 바디에 각각 배치될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1거리와 제2거리의 합은, 상기 인렛포트와 상기 아웃렛포트의 최대 수평거리의 40% 이상일 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 진공 공정용 밸브는 상기 밸브 바디에 결합되고, 상기 제1피스톤을 가이드하는 실린더를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 실린더는, 상기 제1피스톤을 가이드하는 제1실린더부; 및 상기 제1실린더부로부터 연장형성되며, 상기 제1실린더부보다 내경이 큰 제2실린더부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 단계조절부는, 상기 제1실린더부에 배치되며, 상기 제1피스톤을 구동하는 공압이 유출입되는 제1포트; 상기 제2실린더부에 의해 가이드될 수 있게 형성되고, 상기 제1피스톤의 상기 제1거리만큼의 이동을 한정하는 제2피스톤; 및 상기 제2실린더부에 배치되며, 상기 제2피스톤을 구동하는 공압이 유출입되 제2포트를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2피스톤은 상기 제1피스톤의 접촉에 의해 상기 제1피스톤의 이동을 정지시키도록 정지면을 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 정지면은 상기 제1피스톤이 수용될 수 있도록 수용홈 형태로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1포트 및 제2포트의 공압을 제어하는 제어밸브를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어밸브는, 닫힘상태와 제1개방상태일 때 상기 제2피스톤이 상기 제2실린더부 내에서 제1위치에 위치되고, 제2개방상태일 때 상기 제2피스톤이 상기 제2실린더부에서 제2위치에 위치되도록 상기 제2포트의 공압을 제어할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1포트와 상기 제2포트에 공급되는 공압은 동일하도록 구성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 진공 공정용 밸브는, 상기 샤프트의 연장방향으로 연결되는 연장샤프트를 더 포함하고, 상기 연장샤프트는 상기 제2피스톤에 대하여 독립적인 이동이 가능하도록 상기 제2샤프트에 삽입될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 연장샤프트는 상기 제1길이로 형성되고, 그 단부에 상기 제2피스톤을 구속하도록 구속턱이 형성될 수 있다.

본 발명은 또한, 인렛포트 및 아웃렛포트가 형성된 밸브 바디; 상기 인렛포트를 폐쇄시키는 폐쇄상태와, 상기 인렛포트를 1차적으로 개방시키는 제1개방상태 및 상기 인렛포트를 2차적으로 개방시키는 제2개방상태를 갖도록 형성된 실링부; 상기 실링부를 구동할 수 있도록 상기 실링부에 연결되는 샤프트 어셈블리; 상기 샤프트 어셈블리에 연결되는 제1피스톤; 및 상기 샤프트 어셈블리의 연장 방향에 배치되고, 상기 제1피스톤이 상기 닫힘상태에서 이동을 시작하여 상기 제1개방상태에 이르게 될 때 상기 제1피스톤의 이동을 제한하며, 공압 제어에 의해 상기 제1피스톤과 함께 이동되어 상기 제2개방상태를 구현하도록 형성된, 제2피스톤을 포함하는, 진공 공정용 밸브를 제시한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 밸브바디에 결합되는 실린더를 더 포함하고, 상기 실린더는, 상기 제1피스톤을 가이드하는 제1실린더부; 및 상기 제1실린더부로부터 연장형성되고, 상기 제2피스톤을 가이드하는 제2실린더부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1실린더부에, 상기 제1피스톤을 구동하는 공압이 유출입되는 제1포트가 형성되고, 상기 제2실린더부에, 상기 제2피스톤을 구동하는 공압이 유출입되는 제2포트가 형성될 수 있다.

본 발명은 또한, 인렛포트 및 아웃렛포트가 직각 방향을 이루도록 형성된 밸브 바디; 상기 인렛포트를 폐쇄시키는 폐쇄상태와, 상기 인렛포트를 개방시키는 개방상태를 갖도록 형성된 실링부; 및 상기 실링부를 구동할 수 있도록 상기 실링부에 연결되는 샤프트 어셈블리를 포함하고, 상기 실링부가 접촉하는 상기 인렛포트의 안쪽 주면은 외측 단부로부터 일정 거리(F)만큼 밸브실 쪽으로 인입되도록 형성되며, 상기 샤프트 어셈블리의 이동거리(S)는 상기 인렛포트와 상기 아웃렛포트의 최대 수평거리(D)의 40% 이상으로 형성된, 진공 공정용 밸브를 제시한다.

본 발명과 관련된 진공 공정용 밸브에 의하면, 실링부를 단계적으로 이동시켜 개도를 제어하는 것으로서, 급속한 개방에 의한 압력 차이를 완화시킬 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 실링부가 완전히 개방되었을 때 인렛포트에서 아웃렛포트로 향하는 입자의 흐름을 방해하는 요소를 제거한 것이므로 진공작업중의 저항이 적고 부식성 가스에 의한 침착을 최소화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련된 진공 공정용 밸브가 사용될 수 있는 진공 시스템의 일 예를 보인 개념도
도 2는 본 발명과 관련된 진공 공정용 밸브가 닫힘 상태에 있을 때의 단면도
도 3은 본 발명과 관련된 제어 밸브의 구성을 보인 개념도
도 4는 도 2의 진공 공정용 밸브가 제1개방 상태에 있을 때의 단면도
도 5는 도 2의 진공 공정용 밸브가 제2개방 상태에 있을 때의 단면도
도 6은 본 발명과 관련된 다른 예에 따른 진공 공정용 밸브가 닫힘 상태에 있을 때의 단면도
도 7은 도 6의 진공 공정용 밸브가 열림 상태에 있을 때의 단면도

이하, 본 발명과 관련된 진공 공정용 밸브에 대하여 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명과 관련된 진공 공정용 밸브가 사용될 수 있는 진공 시스템의 일 예를 보인 개념도로서, 공정 챔버(11), 터보 펌프(12) 및 드라이 펌프(13) 등을 포함하고 있다. 반도체 웨이퍼가 배치된 공정 챔버(11)에 가스를 주입하고 일정한 에너지를 전달하여 플라즈마를 발생시키면 웨이퍼에 반응이 일어나면서 박막이 형성된다. 박막 형성 과정에서 발생된 불필요한 반응물들은 터보 펌프(12) 및 배관(14)을 통해 배출된다. 진공 공정용 밸브(100, 100')는 터보 펌프(12)의 뒷단 또는 공정 챔버(11)가 대기 상태에서 진공상태로 될 때 각각 사용되고 있다. 이러한 진공 공정용 밸브(100)는 '아이솔레이션(isolation) 밸브', 터보 펌프(12)의 뒷단에 배치되는 진공 공정용 밸브(100')는 '터보 아이솔레이션 밸브' 등으로 불리기도 한다. 다만, 도 1은 일 예시로서, 본 발명과 관련된 진공 공정용 밸브는 진공을 이용하여 공정을 진행하는 예를 들어, 로드락(load lock) 챔버의 진공도 제어 등 각종 장비에 적용될 수 있다.

도 2는 본 발명과 관련된 진공 공정용 밸브가 닫힘 상태에 있을 때의 단면도이다.

도 2에 도시된 것과 같이, 진공 공정용 밸브(100)는 인렛포트(111)와 아웃렛포트(112)가 각각 형성된 밸브 바디(110)와, 인렛포트(111)를 선택적으로 개폐시키기 위한 개폐 장치를 갖는다.

밸브 바디(110)는 인렛포트(111)와 아웃렛포트(112) 사이에 밸브실을 갖도록 중공형으로 형성된다. 인렛포트(111)는 상류의 챔버 또는 펌프장치 등에 연결되며, 아웃렛포트(112)는 하류의 배관이나 펌프장치 등에 연결된다.

개폐 장치는 전체적으로 인렛포트(111)를 실질적으로 개방하거나 차단시키는 실링부(201)와, 실링부(201)를 전진 또는 후퇴시키는 샤프트 어셈블리(200), 및 샤프트 어셈블리(200)를 구동하는 구동유닛(300)을 포함한다.

실링부(201)는 인렛포트(111)에 접촉함으로써 인렛포트(111)를 막는 닫힘상태와, 인렛포트(111)로부터 이격됨으로써 인렛포트(111)를 개방시키는 개방상태를 구현할 수 있게 형성된다. 그러한 개방상태는 후술하는 바와 같이, 인렛포트(111)를 1차적으로 개방시키는 제1개방상태(도 4 참조) 및 인렛포트를 2차적으로 개방시키는 제2개방상태(도 5 참조)로 이루어져 있다. 실링부(201)의 선단부에는 인렛포트(111)에 접촉하여 인렛포트(111)를 막기 위한 오링(202)이 설치되어 있다.

샤프트 어셈블리(200)는 샤프트(210), 스프링(220), 벨로우즈(230), 벨로우즈 커버(240), 커버가이드(250) 등이 조립된 모듈 형태로 형성된다.

샤프트(210)는 인렛포트(111)의 진행축 방향을 따라 배치되어 있으며, 다른 요소 즉, 벨로우즈(230), 스프링(220), 벨로우즈 커버(240), 커버가이드(250) 등의 중심축 역할을 한다. 샤프트(210)의 중심에는 밸브실 내의 공압제어를 위하여 통로홀이 구비될 수 있다.

스프링(220)은 실링부(201)를 폐쇄하는 방향으로 탄성력을 가하도록 배치되어 있다. 즉, 도시된 예는 노멀클로즈 타입을 보인 것으로서, 구동유닛(300)의 구동에 의하여 후퇴된 샤프트(210)에 공압이 제거되면 실링부(201)가 스프링(220)의 복원력에 의하여 닫힘상태로 유지된다. 다만, 본 발명은 이러한 노멀클로즈 타입에 한정되지 않으며, 스프링이 도 2에 도시된 것과 다른 위치에 배치되거나 탄성력의 방향이 반대로 되는 경우, 예를 들어, 노멀오픈타입 또는 복동타입의 경우에도 적용 가능하다.

벨로우즈(230)는 실링부(201)와 커버가이드(250) 사이에 배치되어 있으며, 샤프트(210) 및 스프링(220)이 부식성 가스에 노출되는 것을 차단한다. 이러한 벨로우즈(230)는 샤프트(210)의 전진 또는 후퇴에 따라 이완 또는 수축되면서 벨로우즈(230)의 내부공간과 외부공간 사이를 차단시킨다. 성형의 면에서 벨로우즈(230)는 복수의 판이 용접되어 성형된 '판형 벨로우즈'에 의하여 구현될 수 있다. 판형 벨로우즈는 수축되었을 때의 길이가 '성형 벨로우즈(주조에 의하여 성형된 것으로서, 원호형 단면이 중첩된 형태를 가짐)'에 비하여 짧으므로 설치공간의 면에서 장점이 있으며, 실링부(201)의 개방상태와 닫힘상태 사이의 거리 즉, 실링부(201)의 스트로크(stroke)에 대하여 충분한 이완 거리를 제공할 수 있다.

벨로우즈(230)가 부식성 가스에 노출되지 않도록 벨로우즈(230)는 벨로우즈 커버(240)에 의하여 감싸여져 있다. 벨로우즈 커버(240)는 복잡한 홈과 넓은 표면적을 가지고 있는 벨로우즈(230)에 부식성 가스에 의한 침착이 발생하여 벨로우즈(230)가 손상되는 것을 방지하고 내구성을 높인다. 이러한 벨로우즈 커버(240)는 대체로 원통형으로 형성될 수 있으며, 그 선단부가 실링부(201)에 결합되어 있다.

밸브바디(110)에 외팔 지지되어 있는 샤프트 어셈블리(200)의 지지력 약화를 보완하고 장치의 안정성을 위하여 벨로우즈 커버(240)는 커버가이드(250)에 의하여 지지된다. 커버가이드(250)는 벨로우즈 커버(240)가 이동하는 과정에서 흔들림을 방지한다. 샤프트 어셈블리(200)의 동작시 벨로우즈 커버(240)의 원활한 이동을 위하여, 가이드링(261)이 배치될 수 있다. 열림상태에서 벨로우즈 커버(240)와 커버가이드(250) 사이의 실링을 위하여 오링(262)이 배치될 수 있다.

이와 같이 설명된 샤프트 어셈블리(200)는 구동유닛(300)에 의하여 구동된다. 이하, 구동유닛(300)의 구성 및 작용에 대하여 설명한다.

구동유닛(300)은 샤프트 어셈블리(200)에 연결되는 제1피스톤(310)과, 닫힘상태에서 제1피스톤(310)을 단계적으로 이동시키기 위한 단계조절부(320)를 갖는다. 단계조절부(320)는 공압에 의해 샤프트 어셈블리(200)를 구동함으로써 닫힘상태, 제1개방상태(도 4 참조) 및 제2개방상태(도 5 참조)를 각각 구현한다.

제1피스톤(310)의 지지 및 안내를 위하여 밸브바디(110)에는 실린더(330)가 장착된다. 도 1에 의하면, 실린더(330)의 내부에는 제1피스톤(310) 및 제2피스톤(340)이 각각 배치되어 있으며, 제1피스톤(310)을 안내하기 위한 제1실린더부(331)와 제2피스톤(340)을 안내하기 위한 제2실린더부(332)를 포함한다. 제1실린더부(331) 및 제2실린더부(332)에는 제1피스톤(310) 및 제2피스톤(340)의 공압 제어를 위하여 제1포트(351) 및 제2포트(352)가 각각 형성되어 있다. 단계조절부(320)는 이와 같은 제1포트(351)와, 제2피스톤(340) 및 제2포트(352)로 이루어져 있으며, 이들의 조합에 의하여 샤프트(210) 및 실링부(201)를 단계적으로 이동시킨다.

제1피스톤(310)은 샤프트(210)의 단부에 결합된다. 이에 따라, 제1포트(351)를 통하여 공압이 제공되면 제1피스톤(310)은 지면에서 보아 왼쪽방향으로 압력이 가해지게 되고, 그에 따라 샤프트(210)와 함께 왼쪽으로 이동된다. 제1포트(351)에 제공된 공압이 차단되면 스프링(220)의 복원력에 의하여 샤프트(210)와 함께 오른쪽으로 이동된다.

제2피스톤(340)은 샤프트(210)와는 상대이동이 가능한 형태로 구성된다. 도 1에 의하면, 샤프트(210)의 단부에 샤프트(210)의 연장방향으로 배치된 연장샤프트(360)가 연결되어 있다. 연장샤프트(360)의 단부에는 제2피스톤(341)이 일정 거리 내에서만 이동되도록 제한하는 구속턱(361)이 형성된다.

연장샤프트(360)는 제2피스톤(340)에 단순히 삽입된 형태로 되어 있다. 그 결과, 제1피스톤(310)이 압력을 받아 왼쪽으로 이동해오는 경우, 연장샤프트(360)는 제2피스톤(340)을 왼쪽으로 밀지 않으며, 제1피스톤(310)이 제2피스톤(340)에 이른 경우에 제1피스톤(310)에 가해진 압력에 의하여 제2피스톤(340)을 왼쪽으로 이동시키는 쪽으로 힘을 가한다.

제2피스톤(340)은 제1피스톤(310)에 비해 상대적으로 직경이 큰 형태로 형성된다. 그에 대응하여 제2실린더부(332)의 내경은 제1실린더부(331)의 내경보다 큰 형태로 되어 있다. 이에 따라, 제1피스톤(310)이 압력을 받아 제2피스톤(340)에 이른 경우에도 제1피스톤(310)은 제2실린더부(332)의 내부 공간에서 이동할 수 있다.

제2피스톤(340)은 제1피스톤(310)의 접촉에 의해 제1피스톤(310)의 이동을 정지시키도록 정지면(341)을 갖도록 형성된다. 도 2에 의하면, 정지면(341)은 제1피스톤(310)이 수용될 수 있도록 수용홈 형태로 형성되어 있다.

도 3은 본 발명과 관련된 제어 밸브의 구성을 보인 개념도이다.

제1포트(351)와 제2포트(352)의 공압제어를 위하여, 진공 공정용 밸브(100)에는 제어밸브(370)가 구비된다. 제어밸브(370)는 닫힘상태와 제1개방상태일 때 제2피스톤(340)이 제2실린더부(332) 내에서 제1위치(도 4에 도시된 제2피스톤의 위치)에 위치되고, 제2개방상태일 때 제2피스톤(340)이 제2실린더부(332)에서 제2위치(도 5에 도시된 제2피스톤의 위치)에 위치되도록 제2포트(352)의 공압을 제어한다.

그리고, 제어밸브(370)는 제1개방상태와 제2개방상태일 때 제1피스톤(310)이 동일한 압력에 의해 작동되도록 제1포트(351)의 공압을 제어할 수 있다.

제어밸브(370)의 이와 같은 기능을 구현할 수 있도록, 제어밸브(370)는 적어도 하나의 서브 밸브를 가질 수 있다. 도 3에 의하면, 그러한 서브 밸브는 제1포트(351)에 연결되는 제1서브 밸브(371)와, 제2포트(352)에 연결되는 제2서브 밸브(372)로 되어 있다. 다만, 밸브의 조합이나 구현예는 도시된 것 외에 다양한 변형이 가능하다.

제1포트(351)와 제2포트(352)에 공급되는 공압은 하나의 공압원(380)에 연결됨으로써 동일하게 구성될 수 있다.

이하, 본 발명과 관련된 진공 공정용 밸브의 작용을 도 4 및 도 5를 참조로 하여 설명한다. 도 4는 도 2의 진공 공정용 밸브가 제1개방 상태에 있을 때의 단면도이고, 도 5는 도 2의 진공 공정용 밸브가 제2개방 상태에 있을 때의 단면도이다.

실링부(201)가 인렛포트(111)를 닫고 있는 닫힘상태(도 2 참조)에서는 제1포트(331) 및 제2포트(332) 모두 공압이 제공되지 않거나 제2포트(332)에만 공압이 제공된다.

도 4와 같이 제1포트(351)를 통하여 공압이 제공되면, 제1피스톤(310)은 그 압력에 의해 왼쪽으로 제1거리(S1)만큼 이동하게 되고, 그에 따라 실링부(201)는 제1개방상태가 된다. 이때, 제2포트(352)는 제어밸브(370)에 의하여 공압이 가해진 상태이다. 제1포트(351)를 통하여 제공된 압력은 제2포트(352)를 통하여 제공된 압력과 같다. 다만, 제1피스톤(310)의 직경이 제2피스톤(340)의 직경보다 작으므로 제1피스톤(310)에 가해진 압력에 의해 발생되는 힘(F1)은 제2피스톤(340)에 대하여 반대방향으로 작용하는 힘(F2)보다 작으므로 제1피스톤(310)은 제2피스톤(340)에 이르렀을 때 이동이 멈추게 된다. 그에 따라 실링부(201)는 제1개방상태를 유지할 수 있다. 진공공정의 초기상태에서 이러한 제1개방상태는 압력의 급격한 차이를 줄이는 역할을 한다.

제1개방상태를 일정 시간동안 유지한 후에는 진공도를 더욱 높이기 위해 실링부(201)를 제2개방상태로 이동시킨다(도 5). 이를 위하여, 제1포트(351)에 공급하는 공압은 그대로 유지하는 대신, 제2포트(352)에 공급하는 공압을 제거한다. 그에 따라, 제1피스톤(310)은 제2피스톤(340)과 함께 제2거리(S2)만큼 왼쪽으로 이동하게 된다. 이 경우, 제1거리(S1)와 제2거리(S2)의 합은 인렛포트(111)와 아웃렛포트(112)의 최대 수평거리(D)의 40% 이상으로 형성할 수 있다. 즉, 밸브의 개도를 크게 함으로써, 밸브실 내에서 입자의 이동공간을 최대한으로 확보한다. 그 결과, 인렛포트(111)로 유입되어 아웃렛포트(112)로 유출되는 입자의 경로를 단순 최소화시킬 수 있게 되며, 그에 따라 입자가 밸브실 내에서 침착되는 것을 줄일 수 있게 된다.

도 5의 상태에서 제2포트(352)에 공압을 제공하는 한편, 제1포트(351)에 가해진 공압을 제거하면, 제2피스톤(352)은 도 2 또는 도 4의 위치로 복귀하게 되며, 스프링(220)의 복원력에 의하여 샤프트(210) 및 실링부(201)는 닫힘상태로 복귀하게 된다.

도 6은 본 발명과 관련된 다른 예에 따른 진공 공정용 밸브가 열림 상태에 있을 때의 단면도이고, 도 7은 도 6의 진공 공정용 밸브가 열림 상태에 있을 때의 단면도이다.

본 예의 진공 공정용 밸브(400)는 상호 직각 방향을 이루는 인렛포트(411)와 아웃렛포트(412)가 각각 형성된 밸브 바디(410)와, 인렛포트(411)를 선택적으로 개폐시키기 위한 개폐 장치를 갖는다. 개폐 장치는 전체적으로 인렛포트(411)를 실질적으로 개방하거나 차단시키는 실링부(401)와, 실링부(401)를 전진 또는 후퇴시키는 샤프트 어셈블리(500), 및 샤프트 어셈블리(500)를 구동하는 구동유닛(600)을 포함한다.

특히, 도 7에 의하면, 열림상태에서 입자의 유동 공간이 제한받지 않고 최대한으로 확보될 수 있도록, 인렛포트(411)의 안쪽 주면(411a)은 외측 단부로부터 일정 거리(F)만큼 밸브실 쪽으로 인입되어 있다. 이에 따라, 인렛포트(411)와 아웃렛포트(412) 사이의 최대 거리(D)는 상대적으로 감소하게 되고, 그에 따라 실링부(401)를 열림상태로 하기 위하여 필요한 샤프트 어셈블리(500)의 이동 거리(S)도 줄일 수 있다. 이 경우, 샤프트 어셈블리(500)의 이동거리(S)는 인렛포트(411)와 아웃렛포트(412)의 최대 수평거리(D)의 40% 이상으로 형성할 수 있다. 밸브의 개도를 크게 함으로써, 밸브실 내에서 입자의 이동공간을 최대한으로 확보한다.

이상에서 설명한 진공 공정용 밸브는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되지 않는다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

100: 진공 공정용 밸브 110: 밸브 바디
200: 샤프트 어셈블리 201: 실링부
210: 샤프트 230: 벨로우즈
240: 커버 250: 커버 가이드
300: 구동유닛 310: 제1피스톤
320: 단계조절부 330: 실린더
331: 제1실린더부 332: 제2실린더부
340: 제2피스톤 360: 연장샤프트

Claims (17)

1. 상호 직각을 이루는 인렛포트 및 아웃렛포트가 각각 형성된 밸브 바디;
   상기 인렛포트를 막기 위한 오링이 선단부에 설치된 실링부;
   상기 실링부에 연결되며, 상기 실링부를 전진 또는 후퇴시킬 수 있게 형성된 샤프트;
   상기 실링부가 상기 인렛포트로부터 제1거리만큼 이동하여 상기 인렛포트가 제1개방상태로 될 수 있도록 상기 샤프트에 연결되는 제1피스톤;
   상기 제1피스톤을 가이드하는 제1실린더부;
   상기 제1개방상태에서 상기 실링부가 제2거리만큼 이동하여 상기 인렛포트가 제2개방상태로 될 수 있도록 상기 샤프트의 후단에 연결되는 제2피스톤;
   상기 제1실린더부로부터 연장형성되며, 상기 제2피스톤을 가이드하는 제2실린더부;
   상기 제1실린더부에 연결되며, 상기 제1피스톤을 구동하는 공압이 유출입되는 제1포트; 및
   상기 제2실린더부에 연결되며, 상기 제2피스톤을 구동하는 공압이 유출입되 제2포트를 포함하는, 진공 공정용 밸브.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1거리와 상기 제2거리의 합은, 상기 인렛포트와 상기 아웃렛포트의 최대 수평거리의 40% 이상인, 진공 공정용 밸브.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2피스톤은 상기 제1피스톤의 접촉에 의해 상기 제1피스톤의 이동을 정지시키도록 정지면을 갖도록 형성된, 진공 공정용 밸브.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 정지면은 상기 제1피스톤이 수용될 수 있도록 수용홈 형태로 형성된, 진공 공정용 밸브.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1포트 및 상기 제2포트의 공압을 제어하는 제어밸브를 더 포함하는, 진공 공정용 밸브.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 제어밸브는,
    닫힘상태와 제1개방상태일 때 상기 제2피스톤이 상기 제2실린더부 내에서 제1위치에 위치되고, 제2개방상태일 때 상기 제2피스톤이 상기 제2실린더부에서 제2위치에 위치되도록 상기 제2포트의 공압을 제어하는, 진공 공정용 밸브.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 제1포트와 상기 제2포트에 공급되는 공압은 동일하도록 구성된, 진공 공정용 밸브.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트의 연장방향으로 연결되는 연장샤프트를 더 포함하고,
    상기 연장샤프트는 상기 제2피스톤에 대하여 독립적인 이동이 가능하도록 상기 제2샤프트에 삽입된, 진공 공정용 밸브.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 연장샤프트의 단부에 상기 제2피스톤을 구속하도록 구속턱이 형성된, 진공 공정용 밸브.
    
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 인렛포트 및 아웃렛포트가 직각 방향을 이루도록 형성된 밸브 바디;
    상기 인렛포트를 폐쇄시키는 폐쇄상태와, 상기 인렛포트를 개방시키는 개방상태를 갖도록 형성된 실링부; 및
    상기 실링부가 닫힘상태의 위치 또는 열림상태의 위치로 상기 인렛포트에 대하여 전진 또는 후퇴될 수 있도록 상기 실링부를 구동시키며, 벨로우즈에 의해 감싸여진 샤프트;
    상기 실링부가 열림상태의 위치에 있을 때 상기 벨로우즈가 유체에 노출되는 것을 차단하도록 상기 벨로우즈를 감쌀 수 있게 형성된 커버; 및
    상기 밸브 바디에 설치되며, 상기 커버를 가이드할 수 있게 형성된 커버 가이드를 포함하고,
    상기 실링부가 접촉하는 상기 인렛포트의 안쪽 주면은 외측 단부로부터 일정 거리(F)만큼 밸브실 쪽으로 인입되도록 형성되며, 상기 샤프트의 이동거리(S)는 상기 인렛포트와 상기 아웃렛포트의 최대 수평거리(D)의 40% 이상으로 형성된, 진공 공정용 밸브.

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