KR101361616B1 - 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치 및 진공밸브부의 제어방법 - Google Patents

진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치 및 진공밸브부의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치 및 진공밸브부의 제어방법에 관한 것이며, 상세하게는 단일의 밸브 구조를 통해 챔버 내부 압력이 진공압력이 되도록 챔버 내부로 제 1 또는 제 2 진공압력을 제공하는 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치 및 진공밸브부의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치는 기초프레임에 설치된 챔버; 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버로 제 1 진공압력을 제공하는 제 1 펌프유닛과, 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버로 제 2 진공압력을 제공하는 제 2 펌프유닛이 구비된 진공발생부; 및 상기 챔버와 상기 진공발생부 사이에 연결되며, 상기 진공발생부의 제 1 진공압력 또는 제 2 진공압력을 선택적으로 상기 챔버로 제공하는 진공밸브부를 포함하고, 상기 진공밸브부는 상부가 폐쇄된 형상을 가지며 하부가 상기 제 2 펌프유닛에 연결된 구조를 가지며, 상기 제 1 펌프유닛과 연결되는 제 1 유입구와, 상기 제 1 유입구의 상부에 위치되고 상기 2 펌프유닛과 연결되는 제 2 유입구와, 상기 제 1 유입구의 하부에 위치되고 상기 챔버와 연결되는 하우징배출구가 구비된 실린더하우징; 및 상기 실린더하우징의 내부에 설치되어, 상기 실린더하우징 내부를 왕복운동하는 피스톤유닛을 구비하고, 상기 제 1 유입구, 상기 제 2 유입구, 또는 상기 하우징배출구는 상기 피스톤유닛에 의해 개폐되는 것이 바람직하다.

Description

진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치 및 진공밸브부의 제어방법{Electron Beam Irradiator Having Evacuation Valve And Method Controlling Evacuation Valve}
본 발명은 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치 및 진공밸브부의 제어방법에 관한 것이며, 상세하게는 단일의 밸브 구조를 통해 챔버 내부 압력이 진공압력이 되도록 챔버 내부로 제 1 또는 제 2 진공압력을 제공하는 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치 및 진공밸브부의 제어방법에 관한 것이다.
선행기술문헌 출원번호 제10-1993-0001636호에는 반도체 소자 식각장비의 진공 시스템 및 그 운용방법에 관한 것으로서, 챔버의 내부공간이 진공상태가 되도록 압력을 제공하는 진공시스템에 대해 개시되어 있다.
선행기술문헌에 개시된 바와 같이, 챔버로 진공압력을 제공하는 로터리펌프와 터보펌프는 챔버에 연결되며, 로터리펌프와 챔버, 로터리펌프와 터보펌프, 터보펌프와 챔버 사이에는 각각 밸브가 구비되며, 진공압력에 따라 콘트롤러의 제어에 따라 각각의 밸브가 개폐되면서 챔버 내부공간이 진공상태가 되도록 작동된다.
다만, 선행기술문헌에 개시된 장치를 사용하여, 챔버 내부의 진공압력을 제어하는 경우, 로터리펌프와 챔버, 로터리펌프와 터보펌프, 터보펌프와 챔버 사이에 연계된 복수 개의 밸브가 개폐되어 작동되는 관계로 구조가 복잡하여, 고장날 확률이 높았으며, 장치 제조시 조립이 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 하나의 밸브를 사용하여 진공발생부를 제어하는 구조를 가져, 진공발생부의 구조를 단순화할 수 있는 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치는 기초프레임에 설치된 챔버; 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버로 제 1 진공압력을 제공하는 제 1 펌프유닛과, 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버로 제 2 진공압력을 제공하는 제 2 펌프유닛이 구비된 진공발생부; 및 상기 챔버와 상기 진공발생부 사이에 연결되며, 상기 진공발생부의 제 1 진공압력 또는 제 2 진공압력을 선택적으로 상기 챔버로 제공하는 진공밸브부를 포함하고, 상기 진공밸브부는 상부가 폐쇄된 형상을 가지며 하부가 상기 제 2 펌프유닛에 연결된 구조를 가지며, 상기 제 1 펌프유닛과 연결되는 제 1 유입구와, 상기 제 1 유입구의 상부에 위치되고 상기 2 펌프유닛과 연결되는 제 2 유입구와, 상기 제 1 유입구의 하부에 위치되고 상기 챔버와 연결되는 하우징배출구가 구비된 실린더하우징; 및 상기 실린더하우징의 내부에 설치되어, 상기 실린더하우징 내부를 왕복운동하는 피스톤유닛을 구비하고, 상기 제 1 유입구, 상기 제 2 유입구, 또는 상기 하우징배출구는 상기 피스톤유닛에 의해 개폐되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 펌프유닛은 제 1 진공배관에 의해 상기 진공밸브부에 연결되며, 상기 진공밸브부 내부로 제 1 진공압력을 제공하여, 상기 진공밸브부 내부의 공기를 흡입하고, 상기 제 2 펌프유닛은 제 2 진공배관에 의해 상기 진공밸브부에 연결되며, 상기 진공밸브부 내부로 제 2 진공압력을 제공하여, 상기 진공밸브부 내부의 공기를 흡입하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 진공밸브부는 상부가 폐쇄된 형상을 가지며, 하부가 제 2 펌프유닛에 연결되는 실린더하우징; 실린더하우징의 상부에 설치된 구동모터; 구동모터에 연결되고 실린더하우징의 내부에 설치되어, 실린더하우징 내부를 왕복운동하는 피스톤유닛; 및 실린더하우징에 설치되어 피스톤유닛의 위치를 감지하는 위치감지센서를 포함하여, 구동모터에 의해 피스톤유닛의 위치를 조정하여, 제 1 진공압력 또는 제 2 진공압력을 챔버로 제공하는 것이 바람직하다.
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한편, 피스톤유닛은 일단이 구동모터에 연결되고, 타단이 실린더하우징에 삽입되어, 구동모터의 작동시 연동되어 작동되는 피스톤로드; 상부가 피스톤로드의 타단에 연결되어 실린더하우징 내부를 상하로 왕복이동하며, 하부에 실린더하우징의 하부공간과 연통되는 피스톤개구홀이 형성된 피스톤부재; 피스톤개구홀과 연통되도록 피스톤부재의 하부에 마련된 안착공간에 설치되어, 제 2 펌프유닛의 작동시 발생하는 제 2 진공압력에 의해 피스톤개구홀을 폐쇄하는 개폐부재를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 개폐부재는 안착공간의 상부에 고정된 고정판; 안착공간에서 위치되며, 고정판과 피스톤개구홀 사이를 움직이면서 피스톤개구홀을 개폐하는 개폐판; 및 개폐판과 고정판을 연결하는 탄성부재를 구비하며, 개폐판은 제 2 펌프유닛의 작동시 제 2 진공압력에 의해, 안착공간의 하부로 이동되어 피스톤개구홀을 폐쇄하고, 제 2 펌프유닛의 미작동시 제 2 진공압력이 해제되면, 탄성부재에 의해 안착공간의 상부로 이동되어 피스톤개구홀을 개방하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 피스톤유닛은 실린더하우징과 피스톤 사이에 연결되어, 피스톤로드의 작동시 피스톤부재의 이동을 가이드하는 가이드봉이 더 구비된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 피스톤부재는 외주면의 가운데 부분에 원둘레홈이 형성된 것이 바람직하다.
아울러, 피스톤부재에는 실린더하우징의 상부공간과 안착공간을 연통하는 연통홀이 형성된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치에서, 진공밸브부의 제어방법은 제 1 항의 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치에서, 진공발생부의 제 1 펌프유닛의 작동시, 진공밸브부의 구동모터가 작동되면서, 구동모터에 연계된 피스톤유닛이 실린더하우징 하부로 이동되는 단계(S1); S1단계에 의해, 피스톤유닛이 실린더하우징에 구비된 제 1 유입구, 제 2 유입구와 하우징배출구를 개방하도록 위치되면 구동모터의 작동이 정지되고, 진공밸브부에 연결된 챔버와 제 2 펌프유닛의 공기가 제 1 펌프유닛으로 흡입되어, 챔버와 제 2 펌프유닛의 압력이 제 1 진공압력이 되는 단계(S2); 챔버 내의 압력이 제 1 진공압력이 되면, 제 1 펌프유닛의 작동이 정지되고, 제 2 펌프유닛이 가동되면서 구동모터가 작동되면서 피스톤유닛이 실린더하우징의 상부로 이동되는 단계(S3); S3단계에 의해, 피스톤유닛이 제 1 유입구를 폐쇄하도록 위치되면 구동모터의 작동이 정지되는 단계(S4); 및 S4 단계후, 제 2 펌프유닛이 챔버 내의 공기를 흡입하여 챔버의 내부압력이 제 2 진공압력이 되는 단계(S5)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 챔버와 진공발생부 사이에 연결된 하나의 진공밸브부를 통해 챔버 내의 압력이 소정의 압력(예컨대, 제 1 진공압력 또는 제 2 진공압력)이 되도록 제 1 펌프유닛과 제 2 펌프유닛과 연동되어 작동되는 구조를 가져, 복수 개의 밸브를 사용하여 챔버와 제 1 펌프유닛, 제 1 펌프유닛과 제 2 펌프유닛, 제 2 펌프유닛과 챔버 사이를 개폐하는 종래의 연결구조를 단순화시킴으로써, 장치의 설치효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브부에 대한 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브부의 내부의 연결구조를 도시한 것이다.
도 4는 제 1 펌프유닛의 작동시 제 1 진공압력의 흐름 및 진공밸브부의 작동상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 제 2 펌프유닛의 작동시 제 2 진공압력의 흐름 및 진공밸브부의 작동상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 챔버의 내부압력이 제 2 진공압력일 때의 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치의 진공밸브부의 작동상태를 도시한 것이다.
도 7은 챔버 내의 시료를 교체하는 경우에, 챔버와 제 2 펌프유닛 간의 대기압의 흐름 및 진공밸브부의 작동상태를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치 및 진공밸브부의 제어방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치(100)는 기초프레임(110), 챔버(120), 진공발생부(130)와 진공밸브부(140)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 챔버(120)는 기초프레임(110)의 상부에 설치된다. 챔버(120)의 상부에는 챔버(120) 내부의 시료로 전자빔을 조사하는 전자빔조사부재(125)가 설치된다. 챔버(120)에는 진공밸브부(140)가 연결된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 진공발생부(130)는 진공밸브부(140)를 통해 챔버(120)에 연결되어, 챔버(120) 내부가 진공상태가 되도록 챔버(120) 내부의 공기를 흡입하는 부재이다.
진공발생부(130)는 전자빔조사부재(125)의 전자빔이 공기에 의해 영향을 받지 않는 상태에서 시료에 조사될 수 있도록, 챔버(120)와 전자빔조사부재(125)의 내부공간이 진공상태를 유지할 수 있도록 제공된 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공발생부(130)는 제 1 펌프유닛(131)과 제 2 펌프유닛(135)을 포함한다. 여기서, 제 1 펌프유닛(131)은 진공밸브부(140)를 통해 챔버(120)에 연결된다. 이때, 제 1 펌프유닛(131)은 제 1 진공배관(132)을 통해 진공밸브부(140)의 실린더하우징(150)과 연결되고, 진공밸브부(140)는 제 3 진공배관(121)을 통해 챔버(120)와 연결된다.
여기서, 제 1 펌프유닛(131)은 챔버(120) 내부의 압력이 제 1 진공압력(P1), 예컨대, 10-2Pa이 되도록 챔버(120) 내의 공기를 흡입하는 펌프이다. 제 1 펌프유닛(131)으로는 로터리펌프가 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 제 2 펌프유닛(135)은 진공밸브부(140)를 통해 챔버(120)에 연결된다. 이때, 제 2 펌프유닛(135)은 제 2 진공배관(136)을 통해 진공밸브부(140)의 실린더하우징(150)에 연결되고, 진공밸브부(140)는 제 3 진공배관(121)을 통해 챔버(120)와 연결된다.
여기서, 제 2 펌프유닛(135)은 챔버(120) 내부의 압력이 제 2 진공압력(P2), 예컨대, 10-5Pa이 되도록 챔버(120) 내의 공기를 흡입하는 펌프이다. 제 2 펌프유닛(135)으로는 터보펌프가 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 제 1 펌프유닛(131)과 제 2 펌프유닛(135)의 작동방식에 대해서는 진공밸브부의 제어방법를 설명하면서 후술하기로 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더하우징(150), 피스톤유닛(160), 구동모터(170) 및 위치감지센서(180)를 포함한다.
실린더하우징(150)은 제 2 펌프유닛(135)의 상부에 위치된다. 본 발명의 일 실시예에서, 실린더하우징(150)은 하부가 개방되고 상부가 폐쇄된 형상을 가진다. 여기서, 실린더하우징(150)의 하부는 제 2 펌프유닛(135)의 유입구(135a)와 연통되게 제 2 펌프유닛(135)에 연결된다. 실린더하우징(150)의 상부에는 구동모터(170)가 설치된다. 그리고, 실린더하우징(150)의 내부에는 피스톤유닛(160)이 설치되며, 실린더하우징(150)의 외면에는 위치감지센서(180)가 설치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 실린더하우징(150)에는 제 1 유입구(151), 제 2 유입구(152)와 하우징배출구(153)가 구비된다. 본 발명의 일 실시예에서, 제 1 유입구(151), 제 2 유입구(152)와 하우징배출구(153)는 피스톤유닛(160)의 이동경로 상에 위치되어, 피스톤유닛(160)에 의해 개방 또는 폐쇄될 수 있다.
제 1 유입구(151)는 제 1 진공배관(132)이 연결되는 부분이다. 제 1 진공배관(132)은 제 1 유입구(151)와 제 1 펌프유닛(131)을 연결하는 배관이다. 제 1 펌프유닛(131)의 작동시, 실린더하우징(150) 내부의 공기는 제 1 유입구(151)와 제 1 진공배관(132)을 경유하여 상기 제 1 펌프유닛(131)으로 흡입된다. 즉, 제 1 유입구(151)는 제 1 펌프유닛(131)에서 발생한 제 1 진공압력(P1)이 실린더하우징(150) 내부로 유입되는 부분이다.
다음으로, 제 2 유입구(152)는 제 1 유입구(151)의 상부에서 실린더하우징(150)에 설치된다. 제 2 유입구(152)는 제 2 진공배관(136)이 연결되는 부분이다. 여기서, 제 2 진공배관(136)은 제 2 유입구(152)와 제 2 펌프유닛(135)의 토출구(135b)를 연결하는 배관이다. 제 2 유입구(152)는 제 2 펌프유닛(135)에서 발생한 제 2 진공압력(P2)이 실린더하우징(150) 내부로 유입되는 부분이다.
제 2 펌프유닛(135)의 작동시, 챔버(120) 내의 공기는 하우징배출구(153)를 통해 실린더하우징(150) 내부로 유입된 후 제 2 펌프유닛(135)의 내부로 흡입되고, 제 2 펌프유닛(135)으로 흡입된 공기는 토출구(135b)를 통해 토출되어 제 2 진공배관(136)을 경유하여 실린더하우징(150) 내부로 이동한다.
한편, 하우징배출구(153)는 제 1 유입구(151)의 하부에서 실린더하우징(150)에 설치된다. 하우징배출구(153)는 제 3 진공배관(121)이 연결되는 부분이다. 여기서, 제 3 진동배관은 하우징배출구(153)와 챔버(120)를 연결하는 배관이다.
다음으로, 피스톤유닛(160)에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤유닛(160)은 피스톤부재(161), 피스톤로드(168), 개폐부재(165)와 가이드봉(169)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤부재(161)는 피스톤로드(168)의 작동시 실린더하우징(150) 내부를 상하로 이동하는 부재이다. 피스톤부재(161)의 상부에는 피스톤로드(168)가 삽입되는 로드삽입홈(162)과 가이드삽입홈(161a)이 마련되며, 하부에는 피스톤개구홀(161b)이 마련된다. 그리고, 피스톤부재(161)는 외주면의 가운데 부분에 원둘레홈(161c)이 형성된다.
피스톤부재(161)는 실린더하우징(150) 내부에 설치된다. 이때, 피스톤부재(161)는 피스톤로드(168)에 의해 구동모터(170)에 연결된다. 여기서, 피스톤로드(168)는 일단이 구동모터(170)에 연결되고, 타단이 피스톤부재(161)에 마련된 로드삽입홈(162)에 삽입되어 피스톤부재(161)에 연결된다. 피스톤로드(168)는 구동모터(170)의 작동시 연동되어 작동되면서, 피스톤부재(161)가 실린더하우징(150) 내부를 상하로 이동하게 한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤부재(161)는 구동모터(170)의 작동시 피스톤로드(168)에 의해 실린더하우징(150) 내부를 상하로 왕복 이동하면서 제 1 유입구(151), 제 2 유입구(152) 및/또는 하우징배출구(153)를 개방 또는 폐쇄한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤부재(161)의 상부에는 가이드봉(169)이 연결된다. 여기서, 가이드봉(169)은 실린더하우징(150)에 연결되고 타단이 피스톤부재(161)에 마련된 가이드삽입홈(161a)에 삽입되어 상기 피스톤부재(161)에 연결되어, 피스톤로드(168)의 작동시 피스톤부재(161)의 이동을 가이드한다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 개폐부재(165)는 피스톤부재(161)의 하부에 마련된 안착공간(163)에 설치된다. 여기서, 안착공간(163)은 피스톤개구홀(161b)와 연통되게 피스톤부재(161)의 하부에 형성된 공간이다. 안착공간(163)은 연통홀(164)에 의해 실린더하우징(150)의 상부공간과 연통된다. 실린더하우징(150)의 상부공간의 공기는 연통홀(164)을 통해 안착공간(163)으로 이동한 후, 피스톤개구홀(161b)을 통해 실린더하우징(150)의 하부로 이동되는 흐름을 가진다.
본 발명의 일 실시예에서, 개폐부재(165)는 고정판(165a), 개폐판(165b)과 탄성부재(165c)를 구비한다. 여기서, 고정판(165a)은 안착공간(163)의 상부에 고정된다. 다음으로, 개폐판(165b)은 탄성부재(165c)에 의해 고정판(165a)에 연결된다. 고정판(165a)과 개폐판(165b)은 도 4에 도시된 바와 같이 요철구조로 결합되는 형상을 가진 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐부재(165)의 작동방식에 대해서는 이하에서 후술하기로 한다.
이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브부의 제어방법을 설명하기로 한다.
여기서, 도 4는 제 1 펌프유닛(131)의 작동시 제 1 진공압력(P1)의 흐름 및 진공밸브부(140)의 작동상태를 개략적으로 도시한 것이고, 도 5는 제 2 펌프유닛(135)의 작동시 제 2 진공압력(P2)의 흐름 및 진공밸브부(140)의 작동상태를 개략적으로 도시한 것이다. 한편, 도 6은 챔버(120)의 내부압력이 제 2 진공압력(P2)일 때의 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치(100)의 진공밸브부(140)의 작동상태를 도시한 것이고, 도 7은 챔버(120) 내의 시료를 교체하는 경우에, 챔버(120)와 제 2 펌프유닛(135) 간의 대기압(P0)의 흐름 및 진공밸브부(140)의 작동상태를 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브부의 제어방법은 다음과 같은 과정에 의해 진행된다.
우선, 제 1 펌프유닛(131)이 작동되어 제 1 유입구(151)를 통해 실린더하우징(150) 내부로 제 1 진공압력(P1)을 제공한다. 이때, 진공밸브부(140)의 구동모터(170)가 작동되면서 피스톤로드(168)에 의해 피스톤부재(161)가 실린더하우징(150)의 하부로 이동된다(S1단계). 이때, 피스톤부재(161)의 위치는 실린더하우징(150)의 외면에 설치된 위치감지센서(180)에 의해 감지되며, 구동모터(170)에 의해 제어된다.
상기 S1단계에 의해, 피스톤부재(161)는 제 1 유입구(151), 제 2 유입구(152)와 하우징배출구(153)를 개방하도록 실린더하우징(150) 내부에 위치된다(S2단계). 이때, 제 1 펌프유닛(131)에서 제공된 제 1 진공압력(P1)은 제 1 유입구(151)를 통해 실린더하우징(150) 내부로 제공되어, 실린더하우징(150) 내부의 공기는 제 1 펌프유닛(131)으로 흡입된다(S2단계). S2단계에서, 제 1 펌프유닛(131)은 챔버(120)의 내부 압력이 제 1 진공압력(P1)에 도달할 때까지 작동된다.
여기서, 제 1 진공압력(P1)은 제 1 유입구(151)를 통해 실린더하우징(150) 내부로 유입되어, 피스톤부재(161)의 원둘레홈(161c)을 경유하여 하우징배출구(153)와 제 3 진공배관(121)을 경유하여 챔버(120)로 제공된다. 이와 동시에, 제 1 진공압력(P1)은 피스톤부재(161)의 원둘레홈(161c), 연통홀(164), 안착공간(163), 피스톤개구홀(161b)을 순차적으로 통과하면서 제 2 펌프유닛(135)의 유입구(135a)를 통해 제 2 펌프유닛(135)으로 유입된 후, 제 2 펌프유닛(135)의 토출구(135b)로 토출되어 제 2 진공배관(136)을 경유하여 실린더하우징(150) 내부로 유입되는 흐름을 가진다.
다음으로, 챔버(120) 내의 압력이 제 1 진공압력(P1)이 되면, 제 1 펌프유닛(131)의 작동이 정지되고, 제 2 펌프유닛(135)이 가동되면서 구동모터(170)가 작동되면서 피스톤유닛(160)이 실린더하우징(150)의 상부로 이동되고(S3단계), 도 5에 도시된 바와 같이 피스톤유닛(160)이 제 1 유입구(151)를 폐쇄하도록 위치되면 구동모터(170)의 작동이 정지된다(S4단계).
제 2 펌프유닛(135)의 작동시, 제 2 펌프유닛(135)에서 발생한 제 2 진공압력(P2)은 제 2 펌프유닛(135)의 토출구(135b)로 배출되어 제 2 진공배관(136)을 경유하여 제 2 유입구(152)로 이동되는 흐름을 가진다. 제 2 유입구(152)를 통해 실린더하우징(150) 내부로 유입된 제 2 진공압력(P2)은 하우징배출구(153)를 통해 배출되어 제 3 진공배관(121)을 통해 챔버(120)에 가해진다.
이때, 챔버(120) 내의 공기는 제 2 진공압력(P2)에 의한 압력차이에 의해 제 3 진공배관(121), 하우징배출구(153), 제 2 펌프유닛(135)의 유입구(135a)를 경유하여 제 2 펌프유닛(135) 내부로 흡입된다. 챔버(120) 내부의 압력이 제 2 진공압력(P2)에 도달하면, 피스톤부재(161)는 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 유입구(151)를 폐쇄하게 위치된다.
한편, S4단계에서, 제 2 펌프유닛(135)의 작동시 개폐부재(165)의 개폐판(165b)은 제 2 진공압력(P2)에 의해 하부로 이동되어 피스톤개구홀(161b)을 폐쇄한다. 이후, 제 2 펌프유닛(135)의 작동정지 후, 개폐판(165b)에 가해지는 제 2 진공압력(P2)이 해제되면, 개폐판(165b)은 탄성부재(165c)의 탄성력에 의해 고정판(165a)을 향해 이동하여, 상기 고정판(165a)과 요철구조로 연결되면서 피스톤개구홀(161b)을 개방한다.
이하에서는 도 7을 참조하여, 챔버(120) 내의 시료를 교체할 때의 진공밸브부(140)의 작동상태에 대해 설명하기로 한다.
챔버(120)에서 시료를 교체하고자 하는 경우, 챔버(120) 내부의 압력은 대기압(P0) 상태가 되어야 한다. 챔버(120)의 내부압력을 제 2 진공압력(P2)에서 대기압(P0) 상태로 되돌리기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이 피스톤부재(161)는 하우징배출구(153)를 폐쇄하도록 위치된다.
이에 따라, 제 2 펌프유닛(135)에서 제공된 제 2 진공압력(P2)은 챔버(120)로 제공되지 않는다. 이때, 개폐판(165b)이 제 2 진공압력(P2)에 의해 피스톤개구홀(161b)을 폐쇄하여, 실린더하우징(150) 내부로 유입된 대기압(P0)은 제 2 펌프유닛(135)으로 유입되지 못한다.
110: 기초프레임 120: 챔버
130: 진공발생부 140: 밸브부

Claims (10)

  1. 기초프레임에 설치된 챔버;
    상기 챔버에 연결되어 상기 챔버로 제 1 진공압력을 제공하는 제 1 펌프유닛과, 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버로 제 2 진공압력을 제공하는 제 2 펌프유닛이 구비된 진공발생부; 및
    상기 챔버와 상기 진공발생부 사이에 연결되며, 상기 진공발생부의 제 1 진공압력 또는 제 2 진공압력을 선택적으로 상기 챔버로 제공하는 진공밸브부를 포함하고,
    상기 진공밸브부는
    상부가 폐쇄된 형상을 가지며 하부가 상기 제 2 펌프유닛에 연결된 구조를 가지며, 상기 제 1 펌프유닛과 연결되는 제 1 유입구와, 상기 제 1 유입구의 상부에 위치되고 상기 2 펌프유닛과 연결되는 제 2 유입구와, 상기 제 1 유입구의 하부에 위치되고 상기 챔버와 연결되는 하우징배출구가 구비된 실린더하우징; 및
    상기 실린더하우징의 내부에 설치되어, 상기 실린더하우징 내부를 왕복운동하는 피스톤유닛을 구비하고, 상기 제 1 유입구, 상기 제 2 유입구, 또는 상기 하우징배출구는 상기 피스톤유닛에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 진공발생부는
    상기 제 1 펌프유닛은 제 1 진공배관에 의해 상기 진공밸브부에 연결되며, 상기 진공밸브부 내부로 제 1 진공압력을 제공하여, 상기 진공밸브부 내부의 공기를 흡입하고,
    상기 제 2 펌프유닛은 제 2 진공배관에 의해 상기 진공밸브부에 연결되며, 상기 진공밸브부 내부로 제 2 진공압력을 제공하여, 상기 진공밸브부 내부의 공기를 흡입하는 것을 특징으로 하는 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 진공밸브부는
    상부가 폐쇄된 형상을 가지며, 하부가 상기 제 2 펌프유닛에 연결되는 실린더하우징;
    상기 실린더하우징의 상부에 설치된 구동모터;
    상기 구동모터에 연결되고 상기 실린더하우징의 내부에 설치되어, 상기 실린더하우징 내부를 왕복운동하는 피스톤유닛; 및
    상기 실린더하우징에 설치되어 상기 피스톤유닛의 위치를 감지하는 위치감지센서;
    를 포함하여, 상기 구동모터에 의해 상기 피스톤유닛의 위치를 조정하여, 제 1 진공압력 또는 제 2 진공압력을 상기 챔버로 제공하는 것을 특징으로 하는 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 피스톤유닛은
    일단이 상기 구동모터에 연결되고, 타단이 상기 실린더하우징에 삽입되어, 상기 구동모터의 작동시 연동되어 작동되는 피스톤로드;
    상부가 상기 피스톤로드의 타단에 연결되어 상기 실린더하우징 내부를 상하로 왕복이동하며, 하부에 상기 실린더하우징의 하부공간과 연통되는 피스톤개구홀이 형성된 피스톤부재;
    상기 피스톤개구홀과 연통되도록 상기 피스톤부재의 하부에 마련된 안착공간에 설치되어, 상기 제 2 펌프유닛의 작동시 발생하는 제 2 진공압력에 의해 상기 피스톤개구홀을 폐쇄하는 개폐부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 개폐부재는
    상기 안착공간의 상부에 고정된 고정판;
    상기 안착공간에서 위치되며, 상기 고정판과 상기 피스톤개구홀 사이를 움직이면서 상기 피스톤개구홀을 개폐하는 개폐판; 및
    상기 개폐판과 상기 고정판을 연결하는 탄성부재를 구비하며,
    상기 개폐판은
    상기 제 2 펌프유닛의 작동시 제 2 진공압력에 의해, 상기 안착공간의 하부로 이동되어 상기 피스톤개구홀을 폐쇄하고,
    상기 제 2 펌프유닛의 미작동시 제 2 진공압력이 해제되면, 상기 탄성부재에 의해 상기 안착공간의 상부로 이동되어 상기 피스톤개구홀을 개방하는 것을 특징으로 하는 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 피스톤유닛은
    상기 실린더하우징과 상기 피스톤 사이에 연결되어, 상기 피스톤로드의 작동시 상기 피스톤부재의 이동을 가이드하는 가이드봉이 더 구비된 것을 특징으로 하는 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 피스톤부재는 외주면의 가운데 부분에 원둘레홈이 형성된 것을 특징으로 하는 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 피스톤부재에는
    상기 실린더하우징의 상부공간과 상기 안착공간을 연통하는 연통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치.
  10. 제 1 항의 진공밸브부를 가진 전자빔 조사장치에서, 상기 진공발생부의 제 1 펌프유닛의 작동시, 상기 진공밸브부의 구동모터가 작동되면서, 상기 구동모터에 연계된 피스톤유닛이 상기 실린더하우징 하부로 이동되는 단계(S1);
    상기 S1단계에 의해, 상기 피스톤유닛이 상기 실린더하우징에 구비된 제 1 유입구, 제 2 유입구와 하우징배출구를 개방하도록 위치되면 상기 구동모터의 작동이 정지되고, 상기 진공밸브부에 연결된 챔버와 제 2 펌프유닛의 공기가 상기 제 1 펌프유닛으로 흡입되어, 상기 챔버와 제 2 펌프유닛의 압력이 제 1 진공압력이 되는 단계(S2);
    상기 챔버 내의 압력이 제 1 진공압력이 되면, 상기 제 1 펌프유닛의 작동이 정지되고, 상기 제 2 펌프유닛이 가동되면서 상기 구동모터가 작동되면서 상기 피스톤유닛이 상기 실린더하우징의 상부로 이동되는 단계(S3);
    상기 S3단계에 의해, 상기 피스톤유닛이 상기 제 1 유입구를 폐쇄하도록 위치되면 상기 구동모터의 작동이 정지되는 단계(S4); 및
    상기 S4 단계후, 상기 제 2 펌프유닛이 상기 챔버 내의 공기를 흡입하여 상기 챔버의 내부압력이 제 2 진공압력이 되는 단계(S5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공밸브부의 제어방법.

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KR20000013189U (ko) * 1998-12-23 2000-07-15 김영환 반도체 제조 공정의 펌핑장치

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