KR101459012B1

KR101459012B1 - 진공 공정용 러핑밸브

Info

Publication number: KR101459012B1
Application number: KR1020130059657A
Authority: KR
Inventors: 이동민
Original assignee: 이동민
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2014-11-07

Abstract

본 발명과 관련된 진공 공정용 러핑밸브는, 챔버로부터의 인렛 및 펌프로의 아웃렛을 위한 복수의 포트를 갖는 밸브바디; 상기 밸브바디의 내부에서 이동에 의하여 상기 복수의 포트 중 어느 하나인대상 포트를 개폐시킬 수 있게 형성되는 밸브디스크와, 상기 밸브디스크에 결합되는 샤프트를 포함하는, 샤프트 어셈블리; 상기 샤프트 어셈블리에 연결되며, 공압에 의하여 상기 샤프트 어셈블리를 후퇴시켜 상기 대상 포트를 닫힘상태로부터 개방상태로 할 수 있게 상기 샤프트 어셈블리를 구동하는, 피스톤; 상기 피스톤과 독립적으로 제어될 수 있게 형성되며, 공압에 의하여 구동가능하게 구성된 러핑피스톤; 및 상기 러핑피스톤에 연결되며, 상기 러핑피스톤의 동작시 상기 피스톤에 접촉하여 상기 피스톤을 후퇴시키는 작동 돌기부를 포함한다.

Description

진공 공정용 러핑밸브{ROUGHING VALVE FOR VACCUUM PROCESS}

본 발명은 반도체 제조 공정 등에서 초기 진공 또는 단계적 진공을 형성하기 위한 러핑밸브에 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.

이러한 진공 밸브에는 챔버 내부의 흄(fume)이나 부식성(corrosive) 가스를 배기하는 과정에서 밸브 내부에 이물질이 부착되기 쉬운데, 그에 따라 밸브의 수명을 단축시키고 펌프에 치명적인 문제를 야기하기도 한다.

러핑밸브(roughing valve)는 진공 공정용 밸브 중에서 이온주입 등의 공정에서 서서히 진공을 조절하여 공정불량을 최소화시키기 위해 사용되고 있다. 구성에 있어서 러핑밸브는 별도의 유로를 형성하는 바이패스 타입(대한민국 공개특허공보 제10-2007-0038257호 등)이 제시되어 있으나, 구성이 복잡하고 이온가스의 부착가능성이 높다는 한계가 있다. 또한, 개폐조작을 위한 밸브디스크 및 샤프트에 가느다란 구멍을 형성하고 이를 개폐시키기 위한 니들과 같은 부재를 설치하여 밸브디스크가 닫혀 있는 상태에서 니들 부재를 조작하여 구멍을 개방시키는 예(대한민국 공개공보 제10-2002-0020256호 등)도 제시되었으나, 구성이 복잡할 뿐만 아니라 제작을 위한 비용이 높다는 문제도 있다.

본 발명은 상기한 점을 감안한 것으로, 스트로크가 작은 별도의 공압장치를 이용하여 밸브디스크를 열어 러핑시킬 수 있는 러핑 메카니즘을 갖는 진공 공정용 러핑밸브를 제시하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 러핑 배기시 유로를 복잡하게 함으로써 내부의 상태의 급격한 변화를 최소화시키는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명과 관련된 진공 공정용 러핑밸브는, 챔버로부터의 인렛 및 펌프로의 아웃렛을 위한 복수의 포트를 갖는 밸브바디; 상기 밸브바디의 내부에서 이동에 의하여 상기 복수의 포트 중 어느 하나인대상 포트를 개폐시킬 수 있게 형성되는 밸브디스크와, 상기 밸브디스크에 결합되는 샤프트를 포함하는, 샤프트 어셈블리; 상기 샤프트 어셈블리에 연결되며, 공압에 의하여 상기 샤프트 어셈블리를 후퇴시켜 상기 대상 포트를 닫힘상태로부터 개방상태로 할 수 있게 상기 샤프트 어셈블리를 구동하는, 피스톤; 상기 피스톤과 독립적으로 제어될 수 있게 형성되며, 공압에 의하여 구동가능하게 구성된 러핑피스톤; 및 상기 러핑피스톤에 연결되며, 상기 러핑피스톤의 동작시 상기 피스톤에 접촉하여 상기 피스톤을 후퇴시키는 작동 돌기부를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 진공 공정용 러핑밸브는, 상기 밸브바디에 체결되며, 상기 피스톤을 안내하는 제1실린더부와 상기 러핑피스톤을 안내하는 제2실린더부가 형성된 가이드블럭을 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 가이드블럭에 상기 제1실린더부에 연결된 제1공압포트 및 상기 제2실린더부에 연결된 제2공압포트가 각각 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 러핑피스톤은 중공을 갖는 링(ring) 형태로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 러핑피스톤의 내면과 외면에 각각 오링 및 가이드링이 구비될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 작동돌기부는 테두리 방향을 따라 복수 개로 구성되고, 상기 제2실린더부의 후단에는 상기 작동돌기부가 통과되는 복수의 관통홀이 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 샤프트 어셈블리는, 상기 피스톤에 연결된 샤프트; 그 단부면에 실링(seal ring)이 부착되어 있으며, 상기 샤프트의 선단에 고정되는 밸브디스크; 및 상기 샤프트를 둘러쌀 수 있게 형성되는 벨로우즈를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 진공 공정용 러핑밸브는, 상기 샤프트 어셈블리는 상기 벨로우즈의 외측에 상기 벨로우즈의 노출을 차단할 수 있게 형성되는 커버부를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 밸브디스크는 테두리 부분이 상기 대상 포트의 실링면을 향해 돌출되어 형성된 돌출테두리부를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 대상 포트는 아웃렛 포트일 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 대상 포트의 실링면은 주변으로부터 돌출되게 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 진공 공정용 러핑밸브는 상기 작동 돌기부의 이동량을 제한할 수 있게 구성된 러핑조절 유닛을 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 러핑조절 유닛은, 진입에 의하여 상기 작동 돌기부의 최대 이동량을 순차적으로 감소시킬 수 있게 형성된 다단 스토퍼; 및 조임에 의하여 상기 다단 스토퍼를 진입시킬 수 있게 형성된 조절나사를 포함할 수 있다. 또한, 상기 러핑조절 유닛은 상기 진입된 상기 다단 스토퍼에 복원력을 제공하는 복원스프링을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은, 챔버로부터의 유입을 위한 인렛포트와, 펌프로의 유출을 위한 아웃렛포트가 구비된 밸브바디; 상기 인렛포트를 향해 왕복이동하면서 상기 인렛포트를 개폐시킬 수 있게 형성된 샤프트 어셈블리; 상기 샤프트 어셈블리의 단부에 연결되며, 공압에 의하여 상기 샤프트 어셈블리를 후퇴시켜 상기 인렛포트를 닫힘상태로부터 개방상태로 할 수 있게 상기 샤프트 어셈블리를 구동하는, 피스톤; 상기 피스톤과 독립적으로 제어될 수 있게 형성되고, 공압에 의하여 구동되어 상기 샤프트 어셈블리가 후퇴하는 방향으로 피스톤을 밀 수 있게 구성된, 러핑피스톤; 상기 밸브바디에 체결되며, 상기 피스톤을 안내하는 제1실린더부와 상기 러핑피스톤을 안내하는 제2실린더부가 형성된 가이드블럭; 및 상기 샤프트 어셈블리의 선단부에 구비되며, 밸브열림시 상기 인렛포트로부터 유입된 가스의 유로를 전환할 수 있도록 그 테두리 부분이 상기 인렛포트를 향해 돌출되어 형성된 돌출테두리를 포함한다.

상기와 같이, 본 발명과 관련된 진공 공정용 러핑밸브에 의하면, 스트로크가 작은 러핑피스톤에 의하여 피스톤을 후퇴시켜 러핑을 구현하는 것이므로 바이패스 방식 및 샤프트 내 설치방식과 차이가 있으며, 이들에 비하여 구성이 간단하면서도 정확한 동작을 구현할 수 있다.

또한, 본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 샤프트 어셈블리의 선단면에 돌출테두리부를 마련함으로써 가스의 흐름을 복잡하게 하였으며 그에 따른 챔버의 급격한 압력의 변화를 최소화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 진공 공정용 러핑밸브(100)의 사시도
도 2는 도 1의 진공 공정용 러핑밸브(100)가 닫혀 있는 상태를 보인 단면도
도 3은 도 2의 진공 공정용 러핑밸브(100)가 러핑열림 상태를 보인 단면도
도 4는 도 2의 진공 공정용 러핑밸브(100)가 열려 있는 상태를 보인 단면도
도 5는 본 발명과 관련된 가이드블럭(151)의 사시도
도 6은 도 5의 가이드블럭(151)의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도
도 7은 본 발명과 관련된 러핑피스톤(143)의 사시도
도 8은 도 7의 러핑피스톤(143)의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 단면도
도 9는 본 발명과 관련된 러핑피스톤캡(160)의 사시도
도 10의 도 9의 러핑피스톤캡(160)의 Ⅸ-Ⅸ선에 따른 단면도
도 11은 본 발명과 관련된 가이드링(172)의 정면도

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

본 발명과 관련된 진공 공정용 러핑밸브는 반도체, 엘시디 등의 제작을 위한 진공 시스템에서 사용될 수 있다. 일반적으로 반도체 제작을 위한 진공 시스템에서는 공정 챔버, 터보 펌프 및 드라이 펌프 등을 포함하고 있다. 반도체 웨이퍼가 배치된 공정 챔버에 가스를 주입하고 일정한 에너지를 전달하여 플라즈마를 발생시키면 웨이퍼에 반응이 일어나면서 박막이 형성된다. 박막 형성 과정에서 발생된 불필요한 반응물들은 터보 펌프 및 배관을 통해 배출된다. 진공 공정용 러핑밸브는 터보 펌프의 뒷단 또는 공정 챔버가 대기 상태에서 진공상태로 될 때 각각 사용되고 있다. 여기서 진공 공정용 러핑밸브는 '아이솔레이션(isolation) 밸브'라 불리기도 하며, 터보 펌프의 뒷단에 배치되는 진공 공정용 러핑밸브는 '터보 아이솔레이션 밸브' 등으로 불리기도 한다.

도 1은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 진공 공정용 러핑밸브(100)의 사시도이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 진공 공정용 러핑밸브(100)는 인렛포트(102)와 아웃렛포트(103)가 각각 형성된 밸브바디(101)를 갖는다. 밸브바디(101)는 인렛포트(102)와 아웃렛포트(103) 사이에 밸브실을 갖도록 중공형으로 형성된다. 인렛포트(102)는 상류의 반응 챔버 등에 연결되며, 아웃렛포트(103)는 하류의 배관이나 펌프장치 등에 연결된다. 밸브바디(101)의 내부에는 인렛포트(102) 또는 아웃렛포트(103)를 개폐시키기 위한 개폐장치를 갖는다.

밸브바디(101)의 후단에는 가이드블럭(141)이 결합되어 있다. 가이드블럭(141)의 내부에는 본 발명과 관련된 구동부(130) 및 러핑기구(140)가 설치되어 있다. 구동부(130) 및 러핑기구(140)에 대하여는 도 2 이하를 중심으로 상세히 설명한다. 공압에 의해 작동되는 구동부(130) 및 러핑기구(140)를 위하여, 가이드블럭(141)의 일측에는 제1공압포트(151) 및 제2공압포트(152)가 구비되어 있다.

전체적으로, 도 1과 같이 진공 공정용 러핑밸브(100)에는 별도의 바이패스를 위한 밸브를 포함하고 있지 않으며, 이 점에서 추가적인 밸브를 구비하고 있는 것과 차이가 있다.

한편, 인렛포트(102)와 아웃렛포트(103)는 밸브바디(101)를 중심으로 도시된 것과 반대의 위치를 가질 수도 있다. 즉, 인렛포트(102)는 밸브바디(101)의 측면에 배치되어 있으며, 아웃렛포트(103)는 밸브바디(101)의 선단부에 배치될 수 있다.

도 2는 도 1의 진공 공정용 러핑밸브(100)가 닫혀 있는 상태를 보인 단면도이고, 도 3은 도 2의 진공 공정용 러핑밸브(100)가 러핑열림 상태를 보인 단면도이며, 도 4는 도 2의 진공 공정용 러핑밸브(100)가 열려 있는 상태를 보인 단면도이다.

이들 도면에 의하면, 밸브바디(101)의 내부에는 인렛포트(102)를 개폐시킬 수 있게 구동부(130)에 의하여 이동되는 샤프트 어셈블리(120)가 구비되어 있다.

구체적으로, 샤프트 어셈블리(120)는 구동부(130)에 연결되는 샤프트(121)와, 밸브디스크(122), 스프링(124), 벨로우즈(125) 등을 구비하고 있다.

샤프트(121)는 그 후단이 구동부(130)에 연결되어 있으며 구동부(130)에 의하여 전후방향으로 왕복할 수 있게 되어 있다. 샤프트(121)의 선단에 고정된 밸브디스크(122)는 인렛포트(102)의 실링면에 접촉하여 인렛포트(102)를 개방 또는 폐쇄시킨다. 따라서, 인렛포트(102)를 개방시키는 것은 밸브열림 상태가 되며 인렛포트(102)를 폐쇄시키는 것은 밸브잠금 상태가 된다.

밸브디스크(122)는 인렛포트(102)의 구멍을 막을 수 있기에 충분한 크기로 제작되는 것으로서 인렛포트(102)의 밀폐성을 보장할 수 있도록 선단면에 실링(seal ring, 123)이 장착되어 있다. 이러한 실링(123)은 인렛포트(102)의 실링면(180)에 접촉하여 견고한 밀폐상태를 형성한다.

벨로우즈(125)는 샤프트(121)를 둘러싸고 있으며, 샤프트(121)가 부식성 가스에 그대로 노출되는 것을 방지하면서 벨로우즈(125) 내부공간과 밸브바디(101)의 내부공간 사이를 분리시킨다. 성형의 면에서 벨로우즈(125)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, 밸브디스크(122)의 개방상태와 닫힘상태 사이의 거리 즉, 밸브디스크(122)의 스트로크(stroke)에 대하여 충분한 이완 거리를 제공할 수 있다.

샤프트(121)의 주위에는 구동부(130)에 의하여 후퇴되었던 샤프트(121)를 전방으로 복귀시킬 수 있도록 스프링(124)이 구비된다. 스프링(124)은 밸브디스크(122)를 폐쇄하는 방향으로 탄성력을 가하도록 배치되어 있다. 즉, 도시된 예는 노멀클로즈 타입을 보인 것으로서, 구동부(130)의 구동에 의하여 후퇴된 샤프트 어셈블리(120)에 공압이 제거되면 밸브디스크(122)가 스프링(124)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.

구동부(130)는 제1실린더부(131) 및 피스톤(132)으로 되어 있으며, 제1공압포트(151)을 통하여 에어가 공급되면 피스톤(132)이 위쪽으로 이동되며 피스톤(132)과 연결되어 있는 샤프트(121)를 위쪽으로 이동시킨다. 피스톤(132)의 기밀 및 이동 안내를 위하여 각종 오링(133)이나 가이드링(134)이 구비될 수 있다. 구동부(130)는 샤프트(121)의 이동을 단계적으로 구현할 수 있도록 복수의 피스톤을 구비할 수 있다.

도 2 및 도 3과 같이, 벨로우즈(125)의 주위에는 벨로우즈(125)의 노출을 차단할 수 있게 커버부(171)가 구비될 수 있다. 이러한 커버부(171)는 주름이나 표면적이 넓은 벨로우즈(125)에 부식성 가스가 접촉하여 잔류물이 끼는 것을 원천적으로 차단시키고 벨로우즈(125)의 수명을 증대시킨다. 커버부(171)의 가이드 및 기밀을 위하여 샤프트 어셈블리(120)의 후단에는 커버부(171)에 끼워지는 커버가이드(127)가 구비될 수 있다. 밸브바디(110)에 외팔 지지되어 있는 샤프트 어셈블리(120)의 지지력 약화를 보완하고 장치의 안정성을 위하여 커버부(171)는 커버가이드(127)에 의하여 지지된다. 그에 따라, 커버가이드(127)는 커버부(171)가 이동하는 과정에서 흔들림을 방지한다. 커버가이드(127)에는 커버부(127)의 이동안내를 위한 가이드링(172) 및 기밀을 위한 오링(173)이 구비될 수 있다. 도 11에 의하면, 가이드링(172)의 외주면에는 원주 방향을 따라 복수의 컷아웃부(172a)가 형성되어 있다. 이러한 컷아웃부(172a)는 샤프트 어셈블리(120)의 수축시, 벨로우즈(125)와 커버부(171) 사이의 공간에 있는 기체가 빠져 나갈 수 있도록 커버부(171)의 설치에 따른 저항력을 완화시킨다. 다만, 도 11과 달리, 컷아웃부(172a)는 가이드링(172)의 외주면 상의 한 군데에 위치되는 것도 가능하다.

도 3의 확대도에 의하면, 밸브디스크(122)의 테두리 부분에는 인렛포트(102)의 실링면을 향해 돌출되어 있는 돌출테두리부(174)가 형성되어 있다. 돌출테두리부(174)는 인렛포트(102)로부터 운동성을 가진 이온가스 및 입자의 이동시 복잡한 경로를 만들게 되고 그에 따라 가스의 이동속도를 줄일 수 있다. 따라서, 밸브디스크(122)의 개방시 내부 유체의 급격한 교란을 최소화시킨다. 돌출테두리부(174)에 대응하여, 도 3과의 확대도와 같이, 실링면은 주위 부분(128)으로부터 돌출되게 형성될 수 있다.

실링면은 밸브잠금시 밸브디스크(122)의 실링(123)이 접촉하는 부분으로서, 밸브열림시 밸브바디(101)의 내부로 유입되는 가스에의 노출을 차단할 수 있도록 실링면 덮개가 구비될 수 있다.

도 5는 본 발명과 관련된 가이드블럭(151)의 사시도이고, 도 6은 도 5의 가이드블럭(151)의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이다. 이들 도면에 도시된 것과 같이, 가이드블럭(141)은 밸브바디(101)과 모서리 부분에서 체결되기 용이하도록 사각 블럭 형태로 형성되어 있으며, 중심부분에는 샤프트(121)를 가이드하기 위한 피스톤가이드(129)가 돌출되어 있다.

가이드블럭(141)은 후단에 피스톤(132)을 안내하기 위한 제1실린더부(131)와 선단에 러핑피스톤(143)을 안내하기 위한 제2실린더부(149a)가 각각 형성되어 있다. 제2실린더부(149a)는 막힌 원형홈 형태로 형성되며, 그 후단면에는 제1실린더부(131)에 연통된 복수의 관통홀(149b)이 형성되어 있다. 이외에도 가이드블럭(141)의 선단면과 후단면은 각각 커버부재 또는 후술하는 러핑피스톤캡(160)이 고정되기 위한 복수의 나사홀들이 형성되어 있다.

도 7은 본 발명과 관련된 러핑피스톤(143)의 사시도이고, 도 8은 도 7의 러핑피스톤(143)의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 단면도이다. 이들 도면에 도시된 것과 같이, 러핑피스톤(143)은 제2실린더부(149a)에 수용될 수 있도록 중공의 링 형태로 형성되어 있다.

러핑피스톤(143)의 내주면과 외주면은 각각 오링(147, 148) 및 가이드링(145, 146)이 장착되기 위한 각각의 그루브(143a, 143b, 143c, 143d)가 형성되어 있다. 오링(147, 148)은 제2공압포트(152)를 통하여 공급되는 에어의 기밀을 유지할 수 있도록 하고, 가이드링(145, 146)은 러핑피스톤(143)이 부드럽게 이동될 수 있도록 안내한다.

러핑피스톤(143)의 단부에는 러핑피스톤(143)의 동작시 피스톤(132)에 접촉하여 피스톤(132)을 후퇴시키는 작동 돌기부(144)가 형성되어 있다. 이러한 작동 작동 돌기부(144)는 관통홀(149b)을 통과할 수 있게 형성되어 있으며, 러핑이 가능한 정도의 스크로크를 구현할 수 있는 길이를 갖는다. 도 3에 의하면, 작동 돌기부(144)는 최대 스트로크에서 피스톤(132)을 'd'만큼 후퇴시킬 수 있는 정도의 길이를 갖는다.

작동 돌기부(144) 및 관통홀(149b)의 수는 힘의 편중을 방지하기 위하여 둘레 방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다.

다시 도 2 내지 도 4와 같이, 진공 공정용 러핑밸브(100)는 작동 돌기부(144)의 이동량을 제한할 수 있게 구성된 러핑조절 유닛(180)를 구비할 수 있다. 이러한 러핑조절 유닛(180)은 진입에 의하여 작동 돌기부(144)의 최대 이동량을 순차적으로 감소시킬 수 있게 형성된 다단 스토퍼(181)와, 조임에 의하여 다단 스토퍼(181)를 진입시킬 수 있게 형성된 조절나사(182)를 포함할 수 있다. 또한, 러핑조절 유닛(180)은 진입된 다단 스토퍼(181)에 복원력을 제공하는 복원스프링(183)을 포함할 수도 있다. 따라서, 조절나사(182)를 조이면 다단 스토퍼(181)는 진입되어 작동 돌기부(144)의 최대 이동량이 줄어들게 되며, 조절나사(182)를 이완시키면 복원스프링(183)에 의하여 다단 스토퍼(181)가 후퇴되어 작동 돌기부(144)의 최대 이동량이 증가하게 된다. 다만, 다단 스토퍼(181)는 형상면에 있어서 계단 형태 또는 경사면 형태 등으로 형성될 수 있으며, 조절나사(182)와의 조합으로 된 경우 복원스프링(183)은 생략될 수도 있다.

이와 같이 러핑조절 유닛(180)에 의하면, 다단 스토퍼(181)의 위치에 따라 러핑을 위하여 피스톤(132)을 후퇴시켜야 하는 거리를 조절시킬 수 있으므로 정밀한 러핑이 가능하게 된다.

도 9는 본 발명과 관련된 러핑피스톤캡(160)의 사시도이고, 도 10의 도 9의 러핑피스톤캡(160)의 Ⅸ-Ⅸ선에 따른 단면도이다. 즉, 러핑피스톤캡(160)은 삽입된 러핑피스톤(143) 및 스프링(124)의 지지를 위하여 가이드블럭(141)에 체결된다.

이하, 본 발명과 관련된 진공 공정용 러핑밸브(100)의 작용을 도 3 및 도 4를 참조로 설명한다.

도 3을 참조하면, 닫힘상태에서 제2공압포트(152)에 공압을 가하면, 제2실린더부(149a) 내의 러핑피스톤(143)이 상방으로 이동하게 되고, 그에 따라 작동 돌기부(144)가 하면에 밀착되어 있는 피스톤(132)을 밀어 올린다. 그에 따라 샤프트(121) 및 밸브디스크(122)도 이동되어 실링면으로부터 개방된다. 러핑피스톤(143)의 개방 스트로크는 제2실린더부(149a)의 깊이 및 러핑피스톤(143)의 길이에 의해 제한되어 있다.

러핑피스톤(143)의 이동에 의하여 밸브디스크(122)는 'd'만큼 작은 양으로 개방되며, 인렛포트(102)으로부터 유입된 이온가스는 돌출테두리부(174)에 의하여 감소된 유속으로 아웃렛포트(103)로 배출된다. 따라서, 초기 진공 및 단계적 진공을 정확히 구현할 수 있으며, 챔버 내부의 유동을 최소화시킨다.

러핑이 완료되면, 도 4와 같이, 제1공압포트(151)에 공압을 가하여 피스톤(132)을 이동시켜 밸브디스크(122)를 완전히 개방시킨다.

이상에서 설명한 진공 공정용 러핑밸브는 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 러핑밸브 101: 밸브바디
120: 샤프트 어셈블리 121: 샤프트
122: 밸브디스크 123: 실링(seal ring)
124: 스프링 125: 벨로우즈
127: 커버가이드 130: 구동부
131: 제1실린더부 132: 피스톤
140: 러핑기구 141: 가이드블럭
142: 제2실린더부
143: 러핑피스톤 144: 작동돌기
145,146: 가이드링 147,148: 오링
151:제1공압포트 152: 제2공압포트
160: 러핑피스톤캡 171: 커버부
174: 돌출테두리부 180: 러핑조절 유닛
181: 다단 스토퍼 182: 조절나사
183: 복원스프링

Claims

챔버로부터의 인렛 및 펌프로의 아웃렛을 위한 복수의 포트를 갖는 밸브바디;
상기 밸브바디의 내부에서 이동에 의하여 상기 복수의 포트 중 어느 하나인 대상 포트를 개폐시킬 수 있게 형성되는 밸브디스크와, 상기 밸브디스크에 결합되는 샤프트를 포함하는, 샤프트 어셈블리;
상기 샤프트 어셈블리에 연결되며, 공압에 의하여 상기 샤프트 어셈블리를 후퇴시켜 상기 대상 포트를 닫힘상태로부터 개방상태로 할 수 있게 상기 샤프트 어셈블리를 구동하는, 피스톤;
상기 피스톤과 독립적으로 제어될 수 있게 형성되며, 공압에 의하여 구동가능하게 구성된 러핑피스톤;
상기 러핑피스톤에 연결되며, 상기 러핑피스톤의 동작시 상기 피스톤에 접촉하여 상기 피스톤을 후퇴시키는 작동 돌기부; 및
상기 밸브바디에 체결되며, 상기 피스톤을 안내하는 제1실린더부와 상기 러핑피스톤을 안내하는 제2실린더부가 형성된 가이드블럭을 포함하고,
상기 러핑피스톤은 중공을 갖는 링(ring) 형태로 형성된, 진공 공정용 러핑밸브.
삭제
제1항에 있어서,
상기 가이드블럭에 상기 제1실린더부에 연결된 제1공압포트 및 상기 제2실린더부에 연결된 제2공압포트가 각각 형성된, 진공 공정용 러핑밸브.
삭제
제1항에 있어서,
상기 러핑피스톤의 내면과 외면에 각각 오링 및 가이드링이 구비된, 진공 공정용 러핑밸브.
제1항에 있어서,
상기 작동돌기부는 테두리 방향을 따라 복수 개로 구성되고,
상기 제2실린더부에는 상기 작동돌기부가 통과되는 복수의 관통홀이 형성된, 진공 공정용 러핑밸브.
제1항에 있어서,
상기 샤프트 어셈블리는,
상기 피스톤에 연결된 샤프트;
그 단부면에 실링(seal ring)이 부착되어 있으며, 상기 샤프트의 선단에 고정되는 밸브디스크; 및
상기 샤프트를 둘러쌀 수 있게 형성되는 벨로우즈를 포함하는, 진공 공정용 러핑밸브.
제7항에 있어서,
상기 샤프트 어셈블리는 상기 벨로우즈의 외측에 상기 벨로우즈의 노출을 차단할 수 있게 형성되는 커버부를 더 포함하는, 진공 공정용 러핑밸브.
챔버로부터의 인렛 및 펌프로의 아웃렛을 위한 복수의 포트를 갖는 밸브바디;
상기 밸브바디의 내부에서 이동에 의하여 상기 복수의 포트 중 어느 하나인 대상 포트를 개폐시킬 수 있게 형성되는 밸브디스크와, 상기 밸브디스크에 결합되는 샤프트를 포함하는, 샤프트 어셈블리;
상기 샤프트 어셈블리에 연결되며, 공압에 의하여 상기 샤프트 어셈블리를 후퇴시켜 상기 대상 포트를 닫힘상태로부터 개방상태로 할 수 있게 상기 샤프트 어셈블리를 구동하는, 피스톤;
상기 피스톤과 독립적으로 제어될 수 있게 형성되며, 공압에 의하여 구동가능하게 구성된 러핑피스톤; 및
상기 러핑피스톤에 연결되며, 상기 러핑피스톤의 동작시 상기 피스톤에 접촉하여 상기 피스톤을 후퇴시키는 작동 돌기부를 포함하고,
상기 샤프트 어셈블리는,
상기 피스톤에 연결된 샤프트;
그 단부면에 실링(seal ring)이 부착되어 있으며, 상기 샤프트의 선단에 고정되는 밸브디스크; 및
상기 샤프트를 둘러쌀 수 있게 형성되는 벨로우즈를 포함하며,
상기 밸브디스크는 테두리 부분이 상기 대상 포트의 실링면을 향해 돌출되어 형성된 돌출테두리부를 포함하는, 진공 공정용 러핑밸브.
삭제
챔버로부터의 인렛 및 펌프로의 아웃렛을 위한 복수의 포트를 갖는 밸브바디;
상기 밸브바디의 내부에서 이동에 의하여 상기 복수의 포트 중 어느 하나인 대상 포트를 개폐시킬 수 있게 형성되는 밸브디스크와, 상기 밸브디스크에 결합되는 샤프트를 포함하는, 샤프트 어셈블리;
상기 샤프트 어셈블리에 연결되며, 공압에 의하여 상기 샤프트 어셈블리를 후퇴시켜 상기 대상 포트를 닫힘상태로부터 개방상태로 할 수 있게 상기 샤프트 어셈블리를 구동하는, 피스톤;
상기 피스톤과 독립적으로 제어될 수 있게 형성되며, 공압에 의하여 구동가능하게 구성된 러핑피스톤; 및
상기 러핑피스톤에 연결되며, 상기 러핑피스톤의 동작시 상기 피스톤에 접촉하여 상기 피스톤을 후퇴시키는 작동 돌기부를 포함하고,
상기 대상 포트의 실링면은 주변으로부터 돌출되게 형성된, 진공 공정용 러핑밸브.
챔버로부터의 인렛 및 펌프로의 아웃렛을 위한 복수의 포트를 갖는 밸브바디;
상기 밸브바디의 내부에서 이동에 의하여 상기 복수의 포트 중 어느 하나인 대상 포트를 개폐시킬 수 있게 형성되는 밸브디스크와, 상기 밸브디스크에 결합되는 샤프트를 포함하는, 샤프트 어셈블리;
상기 샤프트 어셈블리에 연결되며, 공압에 의하여 상기 샤프트 어셈블리를 후퇴시켜 상기 대상 포트를 닫힘상태로부터 개방상태로 할 수 있게 상기 샤프트 어셈블리를 구동하는, 피스톤;
상기 피스톤과 독립적으로 제어될 수 있게 형성되며, 공압에 의하여 구동가능하게 구성된 러핑피스톤;
상기 러핑피스톤에 연결되며, 상기 러핑피스톤의 동작시 상기 피스톤에 접촉하여 상기 피스톤을 후퇴시키는 작동 돌기부; 및
상기 작동 돌기부의 이동량을 제한할 수 있게 구성된, 러핑조절 유닛을 포함하는, 진공 공정용 러핑밸브.
제12항에 있어서,
상기 러핑조절 유닛은,
진입에 의하여 상기 작동 돌기부의 최대 이동량을 순차적으로 감소시킬 수 있게 형성된 다단 스토퍼; 및
조임에 의하여 상기 다단 스토퍼를 진입시킬 수 있게 형성된 조절나사를 포함하는, 진공 공정용 러핑밸브.
제13항에 있어서,
상기 러핑조절 유닛은, 상기 진입된 상기 다단 스토퍼에 복원력을 제공하는 복원스프링을 더 포함하는, 진공 공정용 러핑밸브.
챔버로부터의 유입을 위한 인렛포트와, 펌프로의 유출을 위한 아웃렛포트가 구비된 밸브바디;
상기 인렛포트를 향해 왕복이동하면서 상기 인렛포트를 개폐시킬 수 있게 형성된 샤프트 어셈블리;
상기 샤프트 어셈블리의 단부에 연결되며, 공압에 의하여 상기 샤프트 어셈블리를 후퇴시켜 상기 인렛포트를 닫힘상태로부터 개방상태로 할 수 있게 상기 샤프트 어셈블리를 구동하는, 피스톤;
상기 피스톤과 독립적으로 제어될 수 있게 형성되고, 공압에 의하여 구동되어 상기 샤프트 어셈블리가 후퇴하는 방향으로 피스톤을 밀 수 있게 구성된, 러핑피스톤;
상기 밸브바디에 체결되며, 상기 피스톤을 안내하는 제1실린더부와 상기 러핑피스톤을 안내하는 제2실린더부가 형성된 가이드블럭; 및
상기 샤프트 어셈블리의 선단부에 구비되며, 밸브열림시 상기 인렛포트로부터 유입된 가스의 유로를 전환할 수 있도록 그 테두리 부분이 상기 인렛포트를 향해 돌출되어 형성된 돌출테두리를 포함하는, 진공 공정용 러핑밸브.