KR101505165B1 - gate valve - Google Patents

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KR101505165B1 KR1020130076223A KR20130076223A KR101505165B1 KR 101505165 B1 KR101505165 B1 KR 101505165B1 KR 1020130076223 A KR1020130076223 A KR 1020130076223A KR 20130076223 A KR20130076223 A KR 20130076223A KR 101505165 B1 KR101505165 B1 KR 101505165B1
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    • F16K51/00—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus
    • F16K51/02—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus specially adapted for high-vacuum installations

Abstract

본 발명은 이 출원인이 선등록받은 바 있는 게이트 밸브(국내 등록특허 제10-1260974호)의 개량에 관한 것으로, 반송 챔버를 중앙에 두고 그 주위으로 다수개의 공정 챔버들을 원주상으로 배치하고, 이들 반송/공정 챔버들을 각기의 게이트 밸브를 이용해 개폐하며 챔버의 진공상태 유지와 해제 또는 피 가공물의 반입과 반출작업을 반복하면서 소정의 프로세서에 의해 제조를 이루는 클러스터 방식을 이용한 반도체 제조장치의 게이트 밸브로서, 반송/공정 챔버들과 연결되는 밸브시트가 구비되는 밸브 하우징과, 밸브의 하우징 내에서 별도의 액추에이터에 의해 승강하는 블록형의 기저요소와 기저요소 양 측을 각각 절삭가공하여 서로 격리되게 이룬 공간 내에서 별도로 공급되는 공압에 의해 수축ㆍ팽창하는 벨로우즈 튜브의 전ㆍ후진을 이용하여 상기 밸브시트와 접촉ㆍ이탈하는 것으로 챔버의 개폐를 이루게한 밸브판들이 구비되는 밸브판 유닛을 갖추어서, 고열 환경에서도 밸브판 유닛의 작동이 원할하게 이루게 된다.The present invention relates to an improvement of a gate valve (Korean Patent No. 10-1260974) previously registered by the present applicant, in which a plurality of process chambers are circumferentially disposed at the center of a transfer chamber, A gate valve of a semiconductor manufacturing apparatus using a cluster system which is formed by a predetermined processor while opening and closing transfer / process chambers by using respective gate valves and repeating operations of holding and releasing the chamber in a vacuum state or releasing and unloading the workpiece A valve housing having a valve seat connected to the conveying / processing chambers, a block-shaped base element lifted and lowered by a separate actuator in the housing of the valve, and a space By using the forward and backward movement of the bellows tube which contracts and expands by the pneumatic pressure supplied separately from the bellows tube The valve plate unit including the valve plates for opening and closing the chamber by contacting and separating from the valve seat is provided so that operation of the valve plate unit can be smoothly performed even in a high temperature environment.

Description

게이트 밸브{gate valve}A gate valve

본 발명은 이 출원인이 선등록받은 바 있는 게이트 밸브(국내 등록특허 제10-1260974호)의 개량에 관한 것으로, 특히 게이트 밸브 하우징 내에서의 고열 환경에서도 밸브판 유닛의 작동이 원할하게 이루도록한 게이트 밸브에 관한 것이다.
The present invention relates to an improvement of a gate valve (Korean Patent No. 10-1260974) previously registered by the present applicant, and in particular, to a gate valve which is operated smoothly even in a high temperature environment in a gate valve housing Valve.

클러스터 방식을 이용한 반도체의 제조장치는 복수의 처리공정을 일관해서 실행하기 위한 멀티 챔버 제조장치로서, 이러한 클러스터 방식의 반도체 제조장치는 도 1에서와 같이 반송 챔버를 중앙에 두고 그 주위으로 다수개의 공정 챔버들을 원주상으로 배치하고 반송 챔버를 통해 피 가공물의 반입과 반출작업을 반복하면서 소정의 프로세서에 의해 제조과정을 이루게 될 것이다.The apparatus for manufacturing a semiconductor using a cluster system is a multi-chamber manufacturing apparatus for executing a plurality of processing steps in a single process. Such a cluster-type semiconductor manufacturing apparatus includes a plurality of processes The chambers are arranged in the circumferential direction, and the process of carrying in and out of the workpiece through the transfer chamber is repeated while the process is performed by a predetermined processor.

이를 더 구체적으로 설명하면, 도 1에서와 같이 반송 챔버(1)를 중앙에 두고 그 주위로 다수의 공정 챔버들(2)을 동일 원주상에서 등간격으로 배치하고, 반송 챔버(1)와 각기의 공정 챔버들(2)의 사이에는 챔버들(1,2)의 진공상태 유지와 해제 또는 피 가공물의 반입 및 반출을 위한 개폐를 제어하는 양 방향 게이트밸브들(3)이 개재되어 이루고 있는 것이다.More specifically, as shown in FIG. 1, a plurality of process chambers 2 are arranged on the same circumference at equal intervals around the transfer chamber 1 at the center, and the transfer chamber 1 and each Between the process chambers 2, bidirectional gate valves 3 for controlling the vacuum state holding and releasing of the chambers 1, 2 or for opening and closing for loading and unloading of the workpiece are interposed.

그리고 이러한 게이트 밸브(3)는 도 2 및 도 3에서와 같이 대략 반송/공정 챔버들(1,2)과 각기 연결되는 제1 및 제2밸브시트들(20a,20b)이 구비되는 밸브 하우징(20)과, 이 밸브 하우징(20)의 내에서 별도의 액추에이터에 의해 승강함과 동시 제1 및 제2밸브시트들(20a,20b)과 접촉ㆍ이탈하면서 챔버들(1,2)의 개폐를 이루게 하는 제1 및 제2밸브판들(44a,44b)이 구비되는 밸브판 유닛(40)으로 이루고 있다.The gate valve 3 is connected to a valve housing (not shown) having first and second valve seats 20a, 20b connected to respective transfer / processing chambers 1, 2, 20 and a valve seat 20 which is opened and closed by a separate actuator in the valve housing 20 while being in contact with and separated from the first and second valve sheets 20a, And a valve plate unit 40 provided with first and second valve plates 44a and 44b.

먼저, 밸브 하우징(20)은 중공의 함체형상으로 이루어 양 방향에 반송/공정 챔버들과 연결되는 제1 및 제2밸브시트들(20a,20b)이 구비되어 있다.First, the valve housing 20 is provided with first and second valve seats 20a, 20b, which are hollow and are connected to the transfer / process chambers in both directions.

그리고 밸브판 유닛(40)은 블록형으로 이루는 기저요소(42)를 동체로 하고, 이 기저요소(42)를 양 방향에서 절삭가공하여 제1 및 제2실린더들(42a,42b)을 구비한 후, 그 각기의 내에 자유로이 전ㆍ후진하는 피스톤들(43)이 설치되어 있다. 이때 피스톤들(43)은 제1 및 제2실린더(42a,42b) 각기의 주벽에 구비되어 별도의 압축기와 연결되는 유입ㆍ유출구(43a,43b)로부터 입ㆍ출되는 공압에 의 해 전ㆍ후진 작용을 이루게 될 것이다.The valve plate unit 40 is formed by cutting the base element 42 from both directions by using the base element 42 formed in a block shape as a moving body so as to have the first and second cylinders 42a and 42b There are provided pistons 43 that are freely forward and backward in their respective positions. At this time, the pistons 43 are provided on the circumferential wall of each of the first and second cylinders 42a and 42b, and are moved forward and backward by the pneumatic pressure input / output ports 43a and 43b connected to separate compressors Will work.

또 피스톤(43)에는 제1 및 제2밸브시트들(20a,20b)과 접촉ㆍ이탈하는 것으로 챔버들의 개폐를 이루게 하는 제1 및 제2밸브판들(44a,44b)이 구비된다.The piston 43 is provided with first and second valve plates 44a and 44b for opening and closing the chambers by contacting and separating the first and second valve sheets 20a and 20b.

또한 제1 및 제2밸브판들(44a,44b)과 피스톤(43)의 사이에는 밸브 하우징(20) 공간과 밸브판 유닛(40) 작동공간 사이를 차단하는 벨로즈형의 차폐막(45)을 구비하고 있다.A shielding film 45 of a bellows type is disposed between the first and second valve plates 44a and 44b and the piston 43 to block the space between the valve housing 20 and the valve plate unit 40 Respectively.

이렇게 구성되는 게이트 밸브에서 기저요소(42)에 안내되어 제1 및 제2밸브판들(44a,44b)의 개폐작용을 이루게 하는 피스톤(43)의 전후진 운동을 위한 공압작용을 위해 피스톤(43) 각기에는 필연적으로 기밀부재인 내열성의 패킹(41)이 구비되고 있다. In order to perform the pneumatic action for the forward and backward movement of the piston 43 which is guided by the base element 42 in the gate valve constructed as described above to effect opening and closing actions of the first and second valve plates 44a and 44b, Each of them is necessarily provided with a heat-resistant packing 41 which is a hermetic member.

그런데 이러한 내열성의 패킹(41)이 각 챔버(1,2)들 내에서의 환경에서 발생하는 고열에 의해 쉬웁게 손상되는 즉, 밸브판 유닛(40)의 기저요소(42) 벽면을 통해 피스톤(43) 주위로 고열이 직접 전달되어 그 피스톤(43)의 패킹(41)이 열변형으로 쉬웁게 훼손 또는 손상되어 패킹(41)의 내구성이 저조해지고, 패킹의 사용수명을 단축시켜 빈번한 부품의 교체가 따라 장비의 관리성이 떨어지고, 부품의 교체 비용이 발생하는 등 비경제적인 문제점이 따르고 있다.
This heat resistant packing 41 is easily damaged by the high heat generated in the environment in each of the chambers 1 and 2 through the wall surface of the base element 42 of the valve plate unit 40 43, the packing 41 of the piston 43 is easily damaged or damaged by thermal deformation, so that the durability of the packing 41 is poor, the service life of the packing is shortened, and frequent component replacement The management of the equipment is deteriorated and the replacement cost of the parts is incurred.

국내 등록특허 10-1260974호Korean Patent No. 10-1260974

본 발명은 상기에서와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 게이트 밸브의 제1 및 제2밸브판들의 개폐작용을 오링이나 패킹을 장착한 피스톤이 아닌 수축ㆍ팽창하는 내식성 내열초합금소재(인코넬)벨로우즈 튜브로 이루어서, 고온, 특수가스 및 높은 피로한도 환경에 영향받지 않고 기구적인 내구성을 높이고 관리성을 향상시킬 수 있는 게이트 밸브를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for opening and closing the first and second valve plates of a gate valve by using a corrosion resistant heat- ) Bellows tube to provide a gate valve capable of enhancing mechanical durability and improving manageability without being affected by high temperature, special gas and high fatigue environment.

이러한 본 발명은 이 출원인이 선등록받은 바 있는 게이트 밸브(국내 등록특허 제10-1260974호)의 개량에 관한 것으로, 반송 챔버를 중앙에 두고 그 주위으로 다수개의 공정 챔버들을 원주상으로 배치하고, 이들 반송/공정 챔버들을 각기의 게이트 밸브를 이용해 개폐하며 챔버의 진공상태 유지와 해제 또는 피 가공물의 반입과 반출작업을 반복하면서 소정의 프로세서에 의해 제조를 이루는 클러스터 방식을 이용한 반도체 제조장치의 게이트 밸브로서, 반송/공정 챔버들과 연결되는 밸브시트가 구비되는 밸브 하우징과, 밸브의 하우징 내에서 별도의 액추에이터에 의해 승강하는 블록형의 기저요소와 기저요소 양 측을 각각 절삭가공하여 서로 격리되게 이룬 공간 내에서 별도로 공급되는 공압에 의해 수축ㆍ팽창하는 벨로우즈 튜브의 전ㆍ후진을 이용하여 상기 밸브시트와 접촉ㆍ이탈하는 것으로 챔버의 개폐를 이루게한 밸브판들이 구비되는 밸브판 유닛을 갖추어서, 고온 환경에서도 밸브판 유닛의 작동이 원할하게 이루게 된다.
The present invention relates to an improvement of a gate valve (Korean Patent No. 10-1260974) to which the present applicant has previously registered, in which a plurality of process chambers are circumferentially disposed at the center of a transfer chamber, A gate valve of a semiconductor manufacturing apparatus using a cluster system in which these transporting / processing chambers are opened and closed by using gate valves of respective ones, and the chamber is maintained in a vacuum state and released or a process is carried out by a predetermined processor while repeating carrying- Comprising a valve housing having a valve seat connected to the transfer / process chambers, a block-shaped base element which is lifted and lowered by a separate actuator in the housing of the valve, and both sides of the base element, By using the forward and backward movement of the bellows tube which contracts and expands by the air pressure separately supplied in the space The valve up equipped with a sheet in contact with and leaving the valve plate to the valve plate unit is formed having the opening and closing of the chamber that is formed to the desired operation of the valve plate unit in a high-temperature environment.

본 발명에 따른 게이트 밸브에 의하면, 게이트 밸브의 제1 및 제2밸브판들의 개폐작용을 오링이나 패킹을 장착한 피스톤이 아닌 수축ㆍ팽창하는 내식성 내열초합금소재(인코넬)의 벨로우즈 튜브로 이루어서, 고온, 특수가스 및 높은 피로한도 환경에 영향받지 않고 기구적인 내구성을 높이고 관리성과 제품성을 향상시키는 효과가 있다.
According to the gate valve of the present invention, the opening and closing actions of the first and second valve plates of the gate valve are made by the bellows tube of the corrosion resistant heat resistant superalloy material (Inconel) which shrinks and expands, not the piston equipped with the o- , Special gas and high fatigue are not influenced by the environment, it enhances the mechanical durability and improves the management and the product quality.

도 1은 일반적인 반도체 제조장치를 개략적으로 보여 주는 평면도.
도 2는 일반적인 게이트 밸브의 구조를 보여 주는 단면도.
도 3은 본 발명 게이트 밸브의 일 실시 예로 양 방향 게이트 밸브의 전체적인 구성을 보여 주는 정단면도.
도 4는 본 발명 게이트 밸브의 요부 구성을 보여 주는 확대 단면도.
도 5의 (a)(b)는 도 3의 A-A선 단면도로서, 본 발명 게이트 밸브의 작동과정을 보여 주는 설명도.1 is a plan view schematically showing a general semiconductor manufacturing apparatus;
2 is a sectional view showing the structure of a general gate valve.
Fig. 3 is a front sectional view showing the overall configuration of a bi-directional gate valve according to an embodiment of the present invention gate valve; Fig.
4 is an enlarged cross-sectional view showing the essential structure of the gate valve of the present invention.
5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views taken along the line AA in FIG. 3, illustrating the operation of the gate valve of the present invention.

다음 본 발명의 일 실시 예에 관해 상세히 설명하겠다. 도 3 및 도 4에는 본 발명에 따른 게이트 밸브를 보이고있다. 본 발명의 핵심적인 기술은 게이트 밸브의 구조 혁신에 있다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of the present invention will be described in detail. 3 and 4 show a gate valve according to the present invention. A key technology of the present invention is the structural innovation of the gate valve.

본 발명 게이트 밸브는 일방 또는 양방 중 하나인 양 방향 게이트 밸브의 경우를 들어 설명한다. 밸브 하우징(20)과 이 하우징(20) 내에서 별도의 액추에이터(22)에 의해 승강구동하는 밸브판 유닛(400)으로 구성된다.The gate valve of the present invention will be described as a case of a bi-directional gate valve which is one or both. And a valve plate unit (400) which is lifted and raised by a separate actuator (22) in the housing (20).

먼저, 밸브 하우징(20)은 중공의 함체형상으로 이루어 양 방향에 반송/공정 챔버들과 연결되는 제1 및 제2밸브시트들(20a,20b)이 구비되어 있다.First, the valve housing 20 is provided with first and second valve seats 20a, 20b, which are hollow and are connected to the transfer / process chambers in both directions.

그리고 밸브판 유닛(400)은 블록형으로 이루는 기저요소(420)를 동체로 하고 있다.The valve plate unit 400 includes a base element 420 formed in a block shape as a body.

이를 더 구체적으로 설명하면, 기저요소(420)를 양 방향에서 절삭가공하여 서로 독립적으로 격리되는 제1 및 제2공간들(420a,420b)을 구비한 후, 그 각 제 1 및 제2공간들(420a,420b)내에 별도의 압축기와 연결되는 유입ㆍ유출구(421,422)로부터 입ㆍ출되는 공압에 의 해 수축ㆍ팽창하는 벨로우즈 튜브(430)가 설치되어 있다. 여기서, 벨로우즈 튜브(430)는 내식성의 내열초합금소재(인코넬)로 이룬다. More specifically, after the base element 420 is cut in both directions to provide first and second spaces 420a and 420b that are isolated from each other, the first and second spaces 420a and 420b There is provided a bellows tube 430 which shrinks and expands by the pneumatic pressure input / output from the inflow / outflow ports 421 and 422 connected to the separate compressors in the first and second compressors 420a and 420b. Here, the bellows tube 430 is made of a heat resistant superalloy material (Inconel).

또 벨로우즈 튜브(430)에는 제1 및 제2밸브시트들(20a,20b)과 접촉ㆍ이탈하는 것으로 챔버들의 개폐를 이루게하는 제1 및 제2밸브판들(440a,440b)이 구비된다.The bellows tube 430 is provided with first and second valve plates 440a and 440b for opening and closing the chambers by contacting and separating the first and second valve sheets 20a and 20b.

또한 기저요소(420)의 각 제1 및 제2공간들(420a,420b) 개구 측에는 커버들(423)로 복개되고, 벨로우즈 튜브(430)와 제 1 및 제 2밸브판들(440a,440b) 사이를 커버(423)를 관통하여 설치되는 슬라이더(424)로 연결되어 있다. The bellows tube 430 and the first and second valve plates 440a and 440b are covered with covers 423 on the opening sides of the first and second spaces 420a and 420b of the base element 420, And is connected to a slider 424 provided through the cover 423.

여기서, 슬라이더(424)는 벨로우즈 튜브(430)와 제 1 및 제 2밸브판들(440a,440b)의 사이 연결과 제 1 및 제 2밸브판들(440a,440b)의 전ㆍ후진 이동을 안내하게 될 것이다.The slider 424 guides the connection between the bellows tube 430 and the first and second valve plates 440a and 440b and the forward and backward movement of the first and second valve plates 440a and 440b .

본 발명에서 특징적인 기술은 밸브판 유닛(400)의 제1 및 제2밸브판(440a,440b) 개폐작동을 패킹이 요구되는 피스톤을 이용하지 않고 공급되는 공압에 의해 수축ㆍ팽창하는 독립된 밀폐공간을 가지는 벨로우즈 튜브(430)로 이루게 하여서 고열에 취약한 패킹이 필요없는 밸브판 유닛(400)의 구조를 개선한 것에 그 특징이 있다. The characteristic feature of the present invention is that the opening and closing operations of the first and second valve plates 440a and 440b of the valve plate unit 400 can be performed in an independent closed space for expanding and contracting by the supplied air pressure without using the piston requiring packing And a bellows tube 430 having a plurality of bellows tubes 430. The bellows tube 430 has a structure that does not require a packing that is vulnerable to high temperature.

이상에서와 같이 본 발명의 일 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위 내에서 변경이 가능할 것이다.
While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

20 :밸브 하우징 22 :액추에이터
40 :밸브판 유닛 42 :기저요소
42a 제1실린더 42b :제2실린더
43 :피스톤 44a :제1밸브판
44b :제2밸브판20: valve housing 22: actuator
40: valve plate unit 42: base element
42a First cylinder 42b: Second cylinder
43: piston 44a: first valve plate
44b: second valve plate

Claims (2)

반송 챔버를 중앙에 두고 그 주위으로 다수개의 공정 챔버들을 원주상으로 배치하고, 이들 반송/공정 챔버들을 각기의 게이트 밸브를 이용해 개폐하며 챔버의 진공상태 유지와 해제 또는 피 가공물의 반입과 반출작업을 반복하면서 소정의 프로세서에 의해 제조를 이루는 클러스터 방식을 이용한 반도체 제조장치의 게이트 밸브로서,
상기 반송/공정 챔버들과 연결되는 밸브시트들이 구비된 밸브 하우징;
상기 밸브의 하우징 내에서 별도의 액추에이터에 의해 승강하는 블록형의 기저요소와, 상기 기저요소 양 측을 각각 절삭가공하여 서로 격리되게 이룬 공간 내에서 별도로 공급되는 공압에 의해 수축ㆍ팽창하는 내식성의 내열초합금소재로 형성되는 벨로우즈 튜브와, 상기 밸브시트와 접촉ㆍ이탈하는 것으로 상기 챔버의 개폐를 이루게한 밸브판들과, 상기 밸브판들과 상기 벨로우즈 튜브 사이를 연결하여 밸브판들의 전ㆍ후진 이동을 안내하는 슬라이더가 구비되는 밸브판 유닛을 갖추어서 된 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
A plurality of process chambers are disposed circumferentially around the transfer chamber, and these transfer / process chambers are opened and closed by respective gate valves, and the vacuum state of the chamber is maintained and released or the workpiece is carried in and out 1. A gate valve for a semiconductor manufacturing apparatus using a cluster system,
A valve housing having valve seats connected to the transporting / processing chambers;
A block type base element which ascends and descends by a separate actuator in the housing of the valve; and a heat resistant heat resistant material which is shrunk and expanded by a pneumatic pressure separately supplied in a space formed by cutting off both sides of the base element, A bellows tube formed of a superalloy material; valve plates for causing the chamber to be opened and closed by being in contact with and separated from the valve seat; and valve plates connected between the valve plates and the bellows tube, And a valve plate unit provided with a guide slider.
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