KR101207847B1

KR101207847B1 - 2스텝 모션 게이트밸브

Info

Publication number: KR101207847B1
Application number: KR1020100113585A
Authority: KR
Inventors: 김배진; 최기선; 김강현; 이형곤; 김상민
Original assignee: 프리시스 주식회사
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2012-12-04
Also published as: KR20120052111A

Abstract

본 발명은 2스텝 모션 게이트밸브에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 2스텝 모션 게이트밸브는, 공정챔버 및 진공펌프와 각각 연결되는 포트(101, 102)가 구비된 하우징(100);과, 상기 하우징(100)의 내벽에 형성된 분할홈(110);과, 중앙에 관통공(210)이 형성되며, 상기 하우징(100)의 내부가 상부실린더(103)와 하부실린더(104)로 분리되도록 상기 분할홈(110)에 결합되는 시일플레이트(200);와, 상기 상부실린더(103)의 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 에어에 의해 승하강되는 제1피스톤(310):과, 이 제1피스톤(310)에 설치되는 제1샤프트(320):가 포함되는 제1액츄에이터(300);와, 상기 하부실린더(104)의 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 에어에 의해 상기 제1피스톤(310)과는 별개 또는 동시에 승하강되는 제2피스톤(410):과, 이 제2피스톤(410)에 설치되며, 상기 제1샤프트(320)의 하부와 결합되되, 상기 제1샤프트(320)의 하부가 이탈되는 것이 방지되도록 형성되는 제2샤프트(420);가 포함되는 제2액츄에이터(400); 및 상기 제2샤프트(420)의 하단에 결합되어 상기 포트(101, 102)들 중 어느 하나를 개폐하는 개폐부재(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 하우징의 내부에 포트를 일부개방하는 상부실린더와 전부개방하는 하부실린더가 구비되어 포트의 개방정도를 선택적으로 구동할 수 있어 포트의 급격한 개방에 따른 와류를 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

2스텝 모션 게이트밸브{.}

본 발명은 2스텝 모션 게이트밸브에 관한 것으로서, 더 상세하게는 하우징의 내부에 포트를 일부개방하는 상부실린더와 전부개방하는 하부실린더가 구비되어 포트의 개방정도를 선택적으로 구동할 수 있어 포트의 급격한 개방에 따른 와류를 방지할 수 있는 2스텝 모션 게이트밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체의 제조공정 등에 있어서 진공챔버의 내압을 진공펌프에 의해 진공압으로 내리는 경우, 대기압이나 고압의 상태에 있는 진공챔버 안의 기체 를 급격히 배기하면, 일시적으로 대량의 기체가 유동하므로, 진공챔버 안에서 기체의 난류가 발생하고, 진공챔버의 내벽 등에 부착한 이물질(파우더)이 감겨 올라가서 공작물에 부착할 우려가 있다.

따라서, 진공챔버와 진공펌프를 연결하는 유로 중에, 개구면적이 큰 주 밸브체와 개구면적이 작은 부 밸브체를 구비한 진공밸브를 설치하고, 먼저, 부 밸브체의 피스톤에 공기압을 작용시켜 이 부 밸브체를 개방시킴으로써 초기배기를 행한 후, 주 밸브체의 피스톤에 공기압을 작용시켜 이 주 밸브체를 개방시킴으로써, 기체의 흡인량을 단계적으로 변화시키도록 하고 있다.

이 경우, 상기 초기배기시에 있어서 부 밸브체의 개방정밀도가 진공챔버 내의 난류를 회피하는데 있어서 매우 중요하며, 상기 밸브개도의 정밀한 제어가 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하우징의 내부에 포트를 일부개방하는 상부실린더와 전부개방하는 하부실린더가 구비되어 포트의 개방정도를 선택적으로 구동할 수 있어 포트의 급격한 개방에 따른 와류를 방지할 수 있는 2스텝 모션 게이트밸브를 제공하는 것이다.

또한, 상부실린더의 내부에서 상하로 구동되는 제1피스톤의 상사점이 조절가능하도록 하우징에 조절부재가 구비되어 일부개방시 공정챔버에서 진공펌프로 배기되는 양을 미세하게 조절할 수 있는 2스텝 모션 게이트 밸브를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 2스텝 모션 게이트밸브는, 공정챔버 및 진공펌프와 각각 연결되는 포트(101, 102)가 구비된 하우징(100);과, 상기 하우징(100)의 내벽에 형성된 분할홈(110);과, 중앙에 관통공(210)이 형성되며, 상기 하우징(100)의 내부가 상부실린더(103)와 하부실린더(104)로 분리되도록 상기 분할홈(110)에 결합되는 시일플레이트(200);와, 상기 상부실린더(103)의 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 에어에 의해 승하강되는 제1피스톤(310):과, 이 제1피스톤(310)에 설치되는 제1샤프트(320):가 포함되는 제1액츄에이터(300);와, 상기 하부실린더(104)의 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 에어에 의해 상기 제1피스톤(310)과는 별개 또는 동시에 승하강되는 제2피스톤(410):과, 이 제2피스톤(410)에 설치되며, 상기 제1샤프트(320)의 하부와 결합되되, 상기 제1샤프트(320)의 하부가 이탈되는 것이 방지되도록 형성되는 제2샤프트(420);가 포함되는 제2액츄에이터(400); 및 상기 제2샤프트(420)의 하단에 결합되어 상기 포트(101, 102)들 중 어느 하나를 개폐하는 개폐부재(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1샤프트(320)의 하단에 형성되는 걸림돌기(321);와, 상기 제1샤프트(410)의 하부와 결합되도록 상기 제2샤프트(420)의 상부에 형성되는 결합홈(421);과, 상기 결합홈(421)에 결합되는 상기 제1샤프트(410)의 이탈이 방지되도록 상기 결합홈(421)의 상단에 형성되는 결합턱(422);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징(100)의 상부에 결합되되, 하부가 상기 상부실린더(103)의 내부에서 승하강되어 상기 제1피스톤(310)의 상사점을 조절하는 조절부재(120);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2샤프트(420)의 외주면에 설치되는 탄성부재(600);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징(100)의 외부에 설치되어 상기 제2피스톤(410)의 위치를 감지하는 위치감지센서(S);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 하우징의 내부에 포트를 일부개방하는 상부실린더와 전부개방하는 하부실린더가 구비되어 포트의 개방정도를 선택적으로 구동할 수 있어 포트의 급격한 개방에 따른 와류를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상부실린더의 내부에서 상하로 구동되는 제1피스톤의 상사점이 조절가능하도록 하우징에 조절부재가 구비되어 일부개방시 공정챔버에서 진공펌프로 배기되는 양을 미세하게 조절할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2스텝 모션 게이트밸브의 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2스텝 모션 게이트밸브의 분해사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2스텝 모션 게이트밸브의 정면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2스텝 모션 게이트밸브의 평면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2스텝 모션 게이트밸브의 초기상태의 단면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2스텝 모션 게이트밸브의 제1액츄에이터가 구동된 상태의 단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2스텝 모션 게이트밸브의 제2액츄에이터가 구동된 상태의 단면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2스텝 모션 게이트밸브의 조절부재가 상하로 구동되는 모습을 보인 상태의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2스텝 모션 게이트밸브는, 하우징(100), 분할홈(110), 시일플레이트(200), 제1액츄에이터(300), 제2액츄에이터(400) 및 개폐부재(500)가 포함되며, 포트(101, 102), 상부실린더(103), 하부실린더(104), 조절부재(120), 제1피스톤(310), 제1샤프트(320), 걸림돌기(321), 제2피스톤(410), 제2샤프트(420), 결합홈(421), 결합턱(422), 탄성부재(600) 및 위치감지센서(S)가 더 포함될 수 있다.

상기 하우징(100)은 본 발명의 구성요소들이 내부 또는 외부에 설치되는 부재로서, 이러한 하우징(100)의 하부에는 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 2개의 포트(101, 102)가 구비되어 있다.

상기와 같은 포트(101, 102) 중 어느 하나는 공정챔버에 나머지 하나는 진공펌프에 각각 연결되는데, 이하에서는 하부의 포트(101)는 공정챔버에, 측부의 포트는 진공펌프에 각각 연결된 것으로 한다.

좀 더 상세히 설명하면, 상기 하부의 포트(101)는 후술할 개폐부재(500)에 의해 개폐되는 것이며, 측부의 포트(102)는 개폐부재(500)의 상승시 상술한 하부의 포트(101)가 열리면서 공정챔버 내부에 이물질(파우더)이 포함된 가스가 유입(흡입)되는 부재이다.

또한, 상기 하우징(100)의 내벽에는 분할홈(110)이 구비되는데, 이러한 분할홈(110)에는 후술할 시일플레이트(200)가 설치되며, 상기 시일플레이트(200)에 의해 상기 하우징(100)의 내부는 상부실린더(103)와 하부실린더(104)로 분할된다.

상기 시일플레이트(200)는 상술한 바와 같이, 분할홈(110)에 결합되어 하우징(100)의 내부를 상부실린더(103)와 하부실린더(104)로 분할하는 역할을 하며, 상기 상부실린더(103)와 하부실린더(104)에는 후술할 제1액츄에이터(300)와 제2액츄에이터(400)가 각각 설치된다.

또한, 상기 시일플레이트(200)의 중앙에는 관통공(210)이 구비되는데, 이러한 관통공(210)에는 후술할 제1샤프트(320)가 관통된다.

상기 제1액츄에이터(300)는 상술한 시일플레이트(200)에 의해 분할된 2개의 실린더 중 상부실린더(103)에 설치되는 부재로서, 이러한 제1액츄에이터(300)는 제1피스톤(310)과 제1샤프트(320)로 구성된다.

상기 제1피스톤(310)은 상부실린더(103)의 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 에어에 의해 승하강되는 부재인데, 에어는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1에어유입구(130)에 의해 공급된다.

또한, 상기 제1피스톤(310)의 중심에는 제1샤프트(320)가 설치되는데, 이러한 제1샤프트(320)는 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 하부로 연장되며, 이렇게 연장된 제1샤프트(320)의 하단에는 후술할 제2피스톤(410)의 결합홈(421)의 내부에서 상하로 작동되는 걸림돌기(321)가 형성된다.

한편, 상기 하우징(100)의 상부에는 상기와 같이 상부실린더(103)의 내부에서 상하로 작동되는 제1피스톤(310)의 상사점이 조절가능하도록 조절부재(120)가 설치되는 것이 바람직한데, 이러한 조절부재(120)는 도 8에 도시된 바와 같이, 하우징(100)의 상부와 볼트결합되어 승하강 되는 것이 바람직할 것이다.

상기 제2액츄에이터(400)는 상술한 시일플레이트(200)에 의해 분할된 2개의 실린더 중 하부실린더(104)에 설치되는 부재로서, 이러한 제2액츄에이터(400)는 제2피스톤(410)과 제2샤프트(420)로 구성된다.

상기 제2피스톤(410)은 상부실린더(103)의 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 에어에 의해 승하강되는 부재인데, 에어는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제2에어유입구(140)에 의해 공급된다.

또한, 상기 제2피스톤(410)의 중심에는 제2샤프트(420)가 설치되는데, 이러한 제2샤프트(420)의 상부에는 상술한 제1샤프트(320)의 하부와 결합되어 이동되는 공간인 결합홈(421)이 형성되며, 이 결합홈(421)의 상단에는 상기 걸림돌기(321)의 이탈이 방지되도록 결합턱(422)이 돌출형성된다.

즉, 상기 걸림돌기(321)는 결합홈(421)의 내부에서 상하로 작동되는 것이다.

한편, 상기 제2샤프트(420)의 하단에는 상기 포트(101, 102)들 중 어느 하나를 개폐하는 개폐부재(500)가 결합되는데, 이러한 개폐부재(500)는 공정챔버와 연결된 포트, 즉, 상술한 바와 같이 공정챔버와 연결되는 하부의 포트(101)를 개폐하는 역할을 한다.

또한, 설명되지 아니한 도 2의 도면부호 1은 상술한 조절부재(120)와 볼트결합되는 너트부재(1)이고, 도면부호 2는 제1샤프트(320)를 고정시키는 고정부재(2)이며, 도면부호 4는 제2피스톤(410)의 상면에 설치되는 자석부재(4)로서, 이러한 자석부재(4)는 위치감지센서(S)에 의해 감지되어 제2피스톤(410)의 위치 감지가 가능하도록 한다. 상기와 같은 자석부재(3)는 고정링(3)에 의해 제2피스톤(410)의 상면에 고정되는 것이 바람직하다.

이하에서는, 상기와 같은 구성을 갖는 2스텝 모션 게이트밸브의 작동을 설명한다.

도 5에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2스텝 모션 게이트밸브에 에어가 유입되지 아니한 상태, 즉, 개폐부재(500)가 하부의 포트(101)를 밀폐하고 있는 상태이며, 이러한 상태를 초기상태라 한다.

상기와 같은 초기상태에서 공정챔버의 내부에서 웨이퍼 식각공정이 수행된 후, 개폐부재(500)를 오픈하여 공정챔버의 내부에 있는 이물질이 포함된 공기를 진공펌프로 배기하는데, 본 발명은 배기시 배기량을 2단계(부분배기와 일반배기)로 조절할 수 있는 특징이 있다.

즉, 배기량을 2단계로 조절하여 공정챔버 내부를 서서히 또는 빠르게 진공상태로 전환시킬 수 있는 것이 본 발명의 특징이라 할 것이다.

예컨대, 배기시 초반에는 서서히 배기하다가 이후에는 빠르게 배기할 수 있을 것이다.

먼저, 제1액츄에이터(300)를 구동시킨 상태인 부분배기에 대해 설명하기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같은 초기상태에서, 제1에어유입구(130)로 에어를 유입시키면 도 6에 도시된 바와 같이, 부분배기의 상태로 전환되는데, 상기 제1에어유입구(130)는 제1피스톤(310)을 상향이동시키기 위해 상부실린더(103)의 하부로 에어를 제공한다.

상기 제1피스톤(310)이 상향이동되면, 이와 동시에 제1샤프트(320)도 상향이동된다.

상기와 같이 제1샤프트(320)가 상향이동되면, 상기 제1샤프트(320)의 하단에 형성된 걸림돌기(321)가 결합턱(422)의 하면과 맞닿게 되면서 제2샤프트(420)와 개폐부재(500) 또한 상향이동된다.

이때, 제2피스톤(410)의 외주면에 설치된 탄성부재(600)에는 탄성복원력이 저장되는데, 이 탄성복원력은 제1에어유입구에 제공되는 에어가 소멸되면, 개폐부재를 하향이동시켜 다시 초기상태로 전환된다.

다음으로, 제2액츄에이터(400)를 구동시킨 상태인 일반배기에 대해 설명하기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같은 초기상태에서, 제2에어유입구(140)로 에어를 유입시키면, 도 7에 도시된 바와 같이, 일반배기의 상태로 전환되는데, 상기 제2에어유입구(140)는 제2피스톤(410)을 상향이동시키기 위해 하부실린더(104)의 하부로 에어를 제공한다.

여기서, 일반배기는 하부의 포트(101)를 완전 개방하는 것이고, 부분배기는 포트를 약간만 개방하는 것이다.

따라서, 상기 제1피스톤(310)이 이동되는 거리는 제2피스톤(410)이 이동되는 거리보다 짧게 제작되어야 할 것이다.

또한, 상기 제2샤프트(420)의 상부에 형성된 결합홈(421)은 제2샤프트(420)의 상향이동시 제1샤프트(320)의 하단과 간섭이 일어나지 않는 깊이의 홈형상으로 제작되어야 할 것이다.

한편, 상기와 같이 제2피스톤(410)이 상향이동되면, 이와 동시에 제2샤프트(420)와 개폐부재(500)도 상향이동되는데, 이때, 상기 제2샤프트(420)의 외주면에 설치된 탄성부재(600)에는 탄성복원력이 저장되며, 제2에어유입구(140)에 제공되는 에어가 소멸되면, 개폐부재(500)를 하향이동시켜 다시 도 5에 도시된 바와 같은 초기상태로 전환된다.

또한, 상기와 같이 상하방향으로 구동되는 제2피스톤(410)의 위치를 감지하는 위치감지센서(S)가 하우징(100)의 외부에 형성되는 것이 바람직한데, 예컨대, 제2피스톤(410)에 자성을 띠고 있는 부재를 설치하여 이를 위치감지센서(S)로 감지하는 것이 바람직하다.

도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100-하우징 101, 102-포트
103-상부실린더 104-하부실린더
110-분할홈 120-조절부재
200-시일플레이트 210-관통공
300-제1액츄에이터 310-제1피스톤
320-제1샤프트 321-걸림돌기
400-제2액츄에이터 410-제2피스톤
420-제2샤프트 421-결합홈
422-결합턱
500-개폐부재
600-탄성부재

Claims

공정챔버 및 진공펌프와 각각 연결되는 포트(101, 102)가 구비된 하우징(100);과
상기 하우징(100)의 내벽에 형성된 분할홈(110);과
중앙에 관통공(210)이 형성되며, 상기 하우징(100)의 내부가 상부실린더(103)와 하부실린더(104)로 분리되도록 상기 분할홈(110)에 결합되는 시일플레이트(200);와
상기 상부실린더(103)의 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 에어에 의해 승하강되는 제1피스톤(310):과, 이 제1피스톤(310)에 설치되는 제1샤프트(320):가 포함되는 제1액츄에이터(300);와
상기 하부실린더(104)의 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 에어에 의해 상기 제1피스톤(310)과는 별개 또는 동시에 승하강되는 제2피스톤(410):과, 이 제2피스톤(410)에 설치되며, 상기 제1샤프트(320)의 하부와 결합되되, 상기 제1샤프트(320)의 하부가 이탈되는 것이 방지되도록 형성되는 제2샤프트(420);가 포함되는 제2액츄에이터(400); 및
상기 제2샤프트(420)의 하단에 결합되어 상기 포트(101, 102)들 중 어느 하나를 개폐하는 개폐부재(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 2스텝 모션 게이트밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 제1샤프트(320)의 하단에 형성되는 걸림돌기(321);와
상기 제1샤프트(320)의 하부와 결합되도록 상기 제2샤프트(420)의 상부에 형성되는 결합홈(421);과
상기 결합홈(421)에 결합되는 상기 제1샤프트(320)의 이탈이 방지되도록 상기 결합홈(421)의 상단에 형성되는 결합턱(422);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2스텝 모션 게이트밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징(100)의 상부에 결합되되, 하부가 상기 상부실린더(103)의 내부에서 승하강되어 상기 제1피스톤(310)의 상사점을 조절하는 조절부재(120);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2스텝 모션 게이트밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 제2샤프트(420)의 외주면에 설치되는 탄성부재(600);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2스텝 모션 게이트밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징(100)의 외부에 설치되어 상기 제2피스톤(410)의 위치를 감지하는 위치감지센서(S);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2스텝 모션 게이트밸브.