KR101204220B1 - Gate valve of Vacuum chamber device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공챔버장치에 관련되며, 구성에 특징을 살펴보면, 시료(F)가 이송되도록 게이트(12)가 형성되는 진공챔버(10)는 적어도 2개소에 분할형성되어 게이트밸브(20)에 의해 서로 연결되고, 게이트밸브(20)의 개폐작동에 의해 각각의 진공챔버(10) 내부 진공도가 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 적어도 2개소에 분할형성된 진공챔버가 게이트밸브에 의해 개폐가능하도록 연결됨에 따라 각각의 진공챔버가 독립적으로 압력해제되면서 중요한 가공처리작업이 수행되는 해당 진공챔버 내부의 청정상태가 고도로 유지되어 이물질로 인한 가공불량이 방지되고, 특히 시료 교체후 재가동을 위한 진공챔버 내부의 진공도 재설정에 따른 시간 및 비용손실이 크게 절감되는 효과가 있다.The present invention relates to a vacuum chamber device, and in terms of its configuration, the vacuum chamber 10 in which the gate 12 is formed so that the sample F is transferred is divided into at least two places and is formed by the gate valve 20. It is connected to each other, it is characterized in that the vacuum degree inside each vacuum chamber 10 is independently controlled by the opening and closing operation of the gate valve 20.
Accordingly, according to the present invention, as the vacuum chamber divided into at least two parts is connected to be opened and closed by a gate valve, each vacuum chamber is independently released and the clean state inside the vacuum chamber in which an important processing operation is performed is performed. It is maintained at a high level to prevent processing defects due to foreign matters, and in particular, the time and cost loss due to the resetting of the degree of vacuum inside the vacuum chamber for restarting after sample replacement is greatly reduced.
Description
본 발명은 진공챔버장치의 게이트 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수개 진공챔버를 사용하는 연속 공정에 있어서 각 진공챔버의 진공상태를 독립적으로 제어할 수 있도록 진공챔버들 사이의 게이트를 열거나 닫을 수 있도록 하는 게이트 밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a gate valve of a vacuum chamber device, and more particularly, in a continuous process using a plurality of vacuum chambers, in order to independently control the vacuum state of each vacuum chamber, the gates between the vacuum chambers are opened or It relates to a gate valve that can be closed.
통상적으로 진공챔버는 증착, 식각, 도금처리를 포함하는 특수처리를 수행하기 위해 밀폐된 작업공간을 진공상태로 유지하기 위한 장치로서, 진공챔버 양측에 시료를 출입하기 위한 게이트가 형성되고, 진공펌프를 사용하여 진공챔버 내부 공기를 배출함으로서 진공도가 유지된다.In general, a vacuum chamber is a device for maintaining a closed working space in a vacuum state for performing a special process including deposition, etching, and plating treatment, and gates for entering and exiting a sample are formed at both sides of the vacuum chamber, and a vacuum pump is provided. The degree of vacuum is maintained by discharging the air inside the vacuum chamber using a.
이러한 진공챔버는 작업의 종류 혹은 피처리물의 형상에 따라 하나를 독립적으로 사용하거나 다수개를 연결하여 사용할 수도 있으며, 다수개를 연결하여 사용하는 경우에는 각 진공챔버는 게이트 밸브 혹은 진공펌프가 설치된 버퍼챔버(buffer chamber)에 의하여 서로 연결된다.These vacuum chambers may be used either independently or in connection with a plurality, depending on the type of work or the shape of the object to be processed, and in the case of using a plurality of connections, each vacuum chamber has a gate valve or a buffer in which a vacuum pump is installed. It is connected to each other by a chamber (buffer chamber).
그러나, 종래의 게이트 밸브를 사용하는 경우는 피처리물이 웨이퍼와 같이 연속적이지 않고 낱개형태로 프로세서 챔버내에 투입될 수 있는 경우에 사용되고, 피처리물이 각각의 프로세서 챔버에 걸쳐져서 위치되는 경우에는 버퍼 챔버를 사용하였다.However, in the case of using a conventional gate valve, it is used when the workpieces can be introduced into the processor chamber in the form of a single piece rather than continuously, such as a wafer, and when the workpieces are positioned over each processor chamber. Buffer chamber was used.
그러나, 상기한 버퍼 챔버의 경우에는 별도의 진공펌프가 필요할 뿐 아니라 기밀을 완벽하게 유지하지 못하므로 고진공도가 요구되는 진공챔버들을 연결하는 경우에는 다수개의 버퍼 챔버가 요구되는 등 설치장소와 비용이 많이 소요되고 운전조건 또한 까다로운 문제점이 있었다.However, in the case of the above-mentioned buffer chamber, not only a separate vacuum pump is required but also the airtightness is not perfectly maintained. Therefore, when connecting the vacuum chambers requiring high vacuum, a plurality of buffer chambers are required. It took a lot of time and the driving conditions were also difficult.
이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로 진공챔버를 대형으로 제작하고, 진공챔버 내부에 시료 로딩부 및 시료 언로딩부를 함께 투입하여 진공상태에서 각종 처리 공정을 수행하고 있지만, 대형의 진공 챔버 내부공간을 진공상태로 유지 및 특히 시료를 교체시 진공챔버의 진공도를 모두 해제후 다시 진공상태로 유지함에 따른 시간과 비용손실이 증가되고, 또 시료를 교체하는 중에 고도의 청정상태로 유지되어야 하는 가공처리(코팅처리)를 위한 진공챔버 내부로 미세먼지를 포함하는 이물질이 침투하여 가공처리에 따른 불량률이 증가되는 폐단이 따랐다.As a technique to solve this problem, a vacuum chamber is manufactured in a large size, and a sample loading part and a sample unloading part are put together in a vacuum chamber to perform various processing processes in a vacuum state, but a large vacuum chamber internal space is vacuumed. In the state of maintenance and especially when the sample is changed, the time and cost loss of releasing the vacuum degree of the vacuum chamber and then maintaining it in the vacuum state increases, and the processing that should be maintained in a highly clean state during the change of the sample (coating The foreign matter containing fine dust penetrated into the vacuum chamber for the treatment), resulting in an increase in the defective rate due to the processing.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 필름, 테이프형태의 시료를 연속적으로 가공처리시 미세먼지를 포함하는 이물질로 인한 가공처리불량을 방지하고, 또 가공처리가 완료된 시료를 교체시 증착, 코팅 등이 실제로 이루어지는 프로세서 진공챔버 내부의 진공도를 설정된 상태로 유지할 수 있도록 하여 진공도 설정에 따른 시간 및 비용손실을 절감할 수 있도록 한 진공 챔버의 게이트 밸브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was conceived to solve the above problems, and prevents processing defects due to foreign matters including fine dust during continuous processing of samples in the form of films and tapes, and when replacing the finished samples. It is an object of the present invention to provide a gate valve of a vacuum chamber in which the vacuum degree inside the processor vacuum chamber in which deposition and coating are actually performed can be maintained in a set state, thereby reducing time and cost loss according to the vacuum degree setting.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 두개의 진공챔버(10) 사이를 연결하는 게이트밸브(20)에 있어서, 상기 게이트밸브(20)는 두개의 진공챔버(10)가 서로 연결되도록 외부와 차단하는 밸브하우징(22)과, 상기 밸브하우징(22) 내부에 설치되며 구동수단에 의하여 경사레일(25)을 타고 상호 역방향으로 이송되어 상호 접촉시 두 개의 진공챔버(10) 사이에 위치되는 필름, 테이프 형태의 시료를 중심으로 서로 접촉되면서 축방향 외주면은 밸브하우징(22)의 내주면 혹은 진공챔버(10)의 측벽과 긴밀하게 접촉하는 복수 개의 게이트롤러(26)와, 상기 복수개 게이트롤러(26)의 양측 가장자리와 대응되는 위치에 밸브하우징(22) 혹은 진공챔버(10)의 측벽으로부터 돌출형성되어 복수개 게이트롤러(26)가 서로 접촉시 복수개 게이트롤러(26)의 양측 가장자리 외주와 긴밀하게 접촉하는 마감판(28)을 설치한 것이다.In order to achieve this object, a feature of the present invention is that in a
한편, 상기에서 구동수단은 모터 혹은 실린더의 동력원(M)과, 게이트밸브(26)와 결합되는 이송블럭(27), 상기 동력원(M)과 이송블록(27)을 연결하여 게이트롤러(26)를 상호 역방향으로 이동시키는 이송수단(S)으로 구성되고, 상기 게이트롤러(26)는 이송블럭(27)의 수평장공(27a)에 설치되어 수평방향으로 유동성이 확보된다.On the other hand, the driving means is a motor or cylinder power source (M), the
또한, 상기 이송수단(S)은 타이밍벨트(T)에 의하여 서로 연결되어, 상기 동력원(M)을 하나의 이송수단(S)에만 연결하거나 복수개 이송수단(S)에 모두 연결하여 사용할 수 있으며, 상기 이송수단(S)으로는 스크류를 사용할 수 있다.In addition, the transfer means (S) is connected to each other by a timing belt (T), can be used to connect the power source (M) to only one transfer means (S) or a plurality of transfer means (S), A screw may be used as the transfer means (S).
아울러, 상기한 게이트롤러(26)의 위치는 포지션센서에 의하여 확인이 가능하며, 이러한 포지션센서는 게이트롤러를 이송하는 이송블럭(27)에 설치되거나 동력원의 하나인 모터에 설치된 엔코더로서 대체가능하며, 이렇게 측정된 게이트롤러의 위치는 별도의 제어기 혹은 모니터링 장치로 전달되어 진공챔버를 사용하는 전체공정의 제어용으로 사용된다.In addition, the position of the
한편, 상기 게이트 밸브는 초전도선재, ITO 필름 등의 필름이나 테이프 형태의 재료를 가공하는 진공챔버에서는 어디든 사용이 가능하다.On the other hand, the gate valve can be used anywhere in the vacuum chamber for processing the film or tape-like material such as superconducting wire, ITO film.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 적어도 2개소에 분할형성된 진공챔버가 게이트밸브에 의해 개폐가능하도록 연결됨에 따라 각각의 진공챔버가 독립적으로 압력이 제어되면서 중요한 가공처리작업이 수행되는 해당 진공챔버 내부의 청정상태가 고도로 유지되어 이물질로 인한 가공불량이 방지되고, 특히 시료 교체후 재가동을 위한 진공챔버 내부의 진공도 재설정에 따른 시간 및 비용손실이 크게 절감되는 효과가 있다.According to the above configuration and operation, the present invention provides a vacuum chamber in which at least two divided vacuum chambers are connected to be opened and closed by a gate valve so that each vacuum chamber is independently pressure-controlled and a corresponding vacuum chamber is performed. The clean state of the inside is maintained at a high level to prevent processing defects due to foreign matters, and in particular, the time and cost loss due to the resetting of the degree of vacuum inside the vacuum chamber for restarting after sample replacement is greatly reduced.
도 1은 본 발명에 따른 진공챔버장치를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 진공챔버장치의 게이트밸브를 확대하여 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 진공챔버장치의 게이트밸브를 정면에서 나타내는 구성도.
도 4는 도 3의 A-A'선을 절단하여 나타내는 종단면도.
도 5는 도 3의 B-B'선을 절단하여 나타내는 종단면도.
도 6은 본 발명에 따른 진공챔버장치의 주요부 작동상태를 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing the overall vacuum chamber apparatus according to the present invention.
Figure 2 is an enlarged perspective view of the gate valve of the vacuum chamber device according to the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing the gate valve of the vacuum chamber device according to the present invention from the front.
4 is a longitudinal cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3.
FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 3. FIG.
Figure 6 is a block diagram showing an operation state of the main part of the vacuum chamber apparatus according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 게이트밸브(20)는 시료(F)가 이송되는 게이트(12)를 구비한 복수개의 진공챔버(10) 사이에 설치되어, 상기 게이트밸브(20)의 개폐작동에 의해 각각의 진공챔버(10) 내부 진공도가 독립적으로 제어된다. The
이러한 진공챔버를 사용한 코팅공정을 수행하기 위한 장치의 예로서 도 1에 도시된 바와 같이 시료를 로딩하는 진공챔버(10)와, 코팅처리를 위한 진공챔버(10)와, 코팅처리된 시료를 언로딩하는 진공챔버(10)가 구비되고, 진공챔버(10)의 게이트(12)는 게이트밸브(20)에 의해 서로 연결되며, 게이트밸브(20)의 개폐작동에 의해 각각의 진공챔버(10) 내부 진공도가 독립적으로 제어된다.As an example of an apparatus for performing a coating process using such a vacuum chamber, as shown in FIG. 1, a
이때, 상기 게이트밸브(20)는 진공챔버(10)의 게이트(12)를 외부와 기밀이 유지되도록 서로 연결하는 밸브하우징(22) 내부에서 한쌍의 게이트롤러(26)가 구동수단에 의하여 상호역방향으로 경사레일(25)을 타고 이송되며 마감판(28)과 밸브하우징(22) 내주면과 맞물려 게이트(12)를 개폐한다.At this time, the
상기에서 구동수단은 동력원(본 발명의 실시예에서는 모터를 사용)(M)과, 게이트롤러(26)와 결합되는 이송블럭(27), 상기 동력원(M)과 이송블록(27)을 연결하여 게이트롤러(26)를 상호 역방향으로 이동시키는 이송수단(S)으로 구성되고, 상기 이송수단(S)은 스크류(S)를 사용한다.In the drive means is a power source (using a motor in the embodiment of the present invention) (M), the
또한, 상기 게이트롤러(26)의 외주는 고무를 포함하는 연질의 탄성재질로 형성되고, 상호 역방향으로 이송시 경사레일(25)을 타고 미끄럼 운동되는바, 즉 게이트(12)를 폐쇄하기 위해 한 쌍의 게이트롤러(26)가 서로 밀착시 도 4의 확대도와 같이 경사레일(25)을 타고 경사각으로 이송되어 도 6처럼 게이트(12)가 형성된 진공챔버(10)의 측벽 혹은 밸브하우징(22)의 내주면에 밀착되고, 반대로 게이트(12)를 개방시 한 쌍의 게이트롤러(26)가 서로 이격되면서 경사레일(25)을 타고 경사각으로 이송되어 진공챔버(10)의 측벽 혹은 밸브하우징(22)의 내주면에서 이격되며, 본 발명의 실시예에서는 상기 밸브하우징(22)은 진공챔버(10)의 측벽부분에는 설치하지 않아서 게이트롤러(26)는 진공챔버(10)의 측벽과 맞물린다.In addition, the outer circumference of the
또한, 상기 마감판(28)은 한 쌍의 게이트롤러(26) 양측 외주면과 면접되도록 한 쌍의 호형접지면(28a)이 형성되고, 마감판(28)은 게이트(12)를 중심으로 게이트롤러(26)의 양단에 밀착되도록 구비된다. 이에 도 5처럼 게이트(12)를 폐쇄작동시 게이트롤러(26)가 경사레일(25)을 타고 서로 접촉되면서 가압됨과 동시에 외주면이 진공챔버(10)의 측벽 및 마감판(28)의 호형접지면(28a)에 밀착되어 게이트(12)가 긴밀하게 폐쇄된다.In addition, the
이처럼, 게이트롤러(26)가 진공챔버(10)의 게이트(12)를 폐쇄시 일시적으로 진공챔버(10)의 측벽상에 밀착되고, 개방시에는 진공챔버(10)의 측벽과 이격된 상태로 이송됨에 따라 개폐작동 중 마찰로 인한 게이트롤러(26)의 마모 및 분진발생이 방지되고, 또 게이트(12)가 개방된 상태로 가공처리공정을 수행시 시료(F)의 이송을 안내하는 가이드롤러로서의 역활을 수행하게 된다.
Thus, the
한편, 도 2 내지 3에서 게이트롤러(26)는 양단이 왼나사와 오른나사가 구비된 스크류에 연결되어 상호 역방향으로 이송되는 상태를 도시하고 있지만, 이에 국한되지 않고 실린더에 의해 각각의 게이트롤러(26)의 이송이 제어되어 개폐작동되는 구성도 가능하다. On the other hand, in Figures 2 to 3, the
또, 게이트롤러(26)는 양단부가 동력원(M)에 의해 상호 역방향으로 이송되도록 구비되는 이송블럭(27)의 수평장공(27a)상에 수용되어 수평방향으로 유동성이 확보되도록 형성된다. 이에 게이트롤러(26)가 이송되면서 게이트(12)를 개폐작동시 수평장공(27a)에 의해 수평방향으로 유동성이 확보되므로 경사레일(25)과의 미끄럼운동에 의한 경사각으로의 이송력이 정확하게 전달된다.
In addition, the
또한, 상기 이송블록(27)은 동력원(M)과 연결된 스크류(S)에 의하여 이동하며 게이트롤러(26)의 양측에 위치되는 복수개 이송블럭(27)과 결합되는 복수개 스크류(S)는 타이밍벨트(T)에 의하여 서로 연결된다.In addition, the
이는 적용되는 필름 혹은 테이프 형태의 선재의 폭이 작은 경우에는 동력원(M)을 하나의 스크류와만 연결하여 타이밍벨트(T)를 통해서 복수개 스크류(S)를 모두 구동시킬 수 있고, 필름 혹은 테이프 형태의 선재 폭이 큰 경우에는 복수개 스크류(S)에 동력원(M)을 각각 설치하여 사용할 수 있다.
This is because when the width of the wire or film-type wire applied is small, the power source (M) is connected to only one screw to drive a plurality of screws (S) through the timing belt (T), film or tape form If the wire width is large, the power source (M) may be installed on the plurality of screws (S), respectively.
아울러, 상기한 이송블럭(27)에는 포지션센서를 부착하여 현재 게이트롤러(26)의 위치를 파악하여 연결된 제어기로 전송함으로서 본 발명의 게이트밸브가 구비된 장치 전반의 공정 제어에 사용할 수 있게 된다.
In addition, the
이러한 게이트밸브를 구비한 코팅장치의 동작을 살펴보면, 진공챔버(10)는 가공처리전 시료가 저장되어 로딩되는 진공챔버(10)와, 코팅처리를 위한 진공챔버(10)와, 코팅처리된 시료를 언로딩하는 진공챔버(10)로 3개소에 분할형성되고, 각각의 진공챔버(10)는 게이트밸브(20)에 의해 개폐가능하게 서로 연결된다.Looking at the operation of the coating device having a gate valve, the
이어서 진공펌프(P)의 작동으로 인해 각각의 진공챔버(10)가 진공상태로 유지되면, 게이트밸브(20)가 개방되어 각각의 진공챔버(10)가 서로 연통된 상태로 시료(F)가 연속적으로 이송되면서 코팅공정이 수행되고, 코팅공정이 완료되면 게이트밸브(20)가 게이트(12)를 폐쇄하여 각각의 진공챔버(10)를 독립된 공간으로 분할폐쇄하게 된다.Subsequently, when each
이어서 시료(F)를 로딩/언로딩하기 위한 진공챔버(10)의 압력을 해제한 후 시료(F)를 교체하고, 이어서 시료(F)를 로딩/언로딩하기 위한 진공챔버(10)에 대해서만 진공펌프(P)를 작동하여 진공도를 설정압력으로 셋팅한 다음, 게이트밸브(20)를 개방하여 각각의 진공챔버(10)를 서로 연통시킨 상태로 코팅공정을 수행하게 된다.Subsequently, the pressure of the
이처럼, 진공챔버(10)가 분할형성되어 게이트밸브(20)에 의해 내부 진공도가 독립적으로 제어됨에 따라 가공처리공정의 특성을 고려하여 해당 진공챔버(10)에 대해서만 국부적으로 진공도를 해제가능하므로, 코팅작업이 완료된 시료(F)를 교체후 진공도 재설정에 따른 시간과 비용이 크게 절감됨은 물론 코팅공정을 포함하는 고도의 청정도가 유지되어야 하는 해당 진공챔버(10) 내부로 외부공기의 침입이 방지되어 이물질 및 환경변화에 따른 코팅불량이 방지된다.As such, since the
한편, 도 1에서 진공챔버(10)를 3개소에 설치한 구성을 도시하고 있지만, 이에 국한되지 않고 가공처리공정의 단계에 따라 진공챔버(10)의 설치개수를 확장 또는 축소 설치가능하다.In addition, although the structure which installed the
10: 진공챔버 20: 게이트밸브 22: 밸브하우징
26: 게이트롤러10: vacuum chamber 20: gate valve 22: valve housing
26: gate roller
Claims (5)
상기 게이트밸브(20)는 두개의 진공챔버(10)를 외부와 기밀이 유지되도록 연결하는 밸브하우징(22)과,
상기 밸브하우징(22) 내부에 일체로 고정 체결되는 경사레일(25),
상기 밸브하우징(22) 내부에 설치되며 구동수단에 의하여 상기 경사레일(25)을 타고 상호 역방향으로 이송되어 상호 접촉시 두 개의 진공챔버(10) 사이에 위치되는 시료를 중심으로 서로 접촉되면서 축방향 외주면이 밸브하우징(22)의 내주면 혹은 진공챔버(10)의 측벽과 긴밀하게 접촉하는 복수 개의 게이트롤러(26)와,
상기 복수개 게이트롤러(26)의 양측 가장자리와 대응되는 위치에 밸브하우징(22) 혹은 진공챔버(10)의 측벽으로부터 돌출형성되어 복수개 게이트롤러(26)가 서로 접촉시 복수개 게이트롤러(26)의 양측단부 외주면과 면접되도록 한 쌍의 호형접지면(28a)이 형성된 마감판(28)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진공챔버의 게이트 밸브.In the gate valve 20 connecting between the two vacuum chamber 10,
The gate valve 20 has a valve housing 22 for connecting the two vacuum chambers 10 to the outside and airtightly maintained,
An inclined rail 25 fixedly coupled to the inside of the valve housing 22;
It is installed in the valve housing 22 and is transported in the opposite direction by the inclined rail 25 by a driving means in contact with each other around the sample positioned between the two vacuum chambers 10 in the axial direction A plurality of gate rollers 26 whose outer circumferential surface is in intimate contact with the inner circumferential surface of the valve housing 22 or the side wall of the vacuum chamber 10;
Protruding from the side wall of the valve housing 22 or the vacuum chamber 10 in a position corresponding to both edges of the plurality of gate rollers 26 so that the plurality of gate rollers 26 are in contact with each other, both sides of the plurality of gate rollers 26 And a closing plate (28) having a pair of arc-shaped contact surfaces (28a) formed to be in contact with the outer peripheral surface of the end portion.
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