KR102116421B1 - 반도체 제조공정의 진공배관 지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조공정의 진공배관 지지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조립과 체결 및 시공이 용이하고 작업편의성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조공정의 진공배관 지지장치에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 다층구조로 이루어진 반도체 제조공장의 각 층을 관통하여 설치되는 진공배관 지지장체로, 연결관과 상기 연결관의 길이방향 중 특정 위치에 결합되는 플랜지로 구성되는 연결배관유닛; 상기 플랜지의 상부에 구비되어 상기 플랜지를 상기 슬리브체에 고정하는 서포트링; 내측에 중공부가 형성되어 있는 몸체와, 상기 몸체의 상부에 구비되며 상기 연결배관유닛의 플랜지가 장착되어 상기 서포트링에 의하여 고정되는 결합부와, 상기 몸체의 하부에 구비되어 바닥면에 고정되는 바닥고정부를 포함하여 구성되는 슬리브체를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

반도체 제조공정의 진공배관 지지장치{VACUUM PIPING SUPPORT DEVICE IN SEMICONDUCTOR MANUFACTURING PROCESS}

본 발명은 반도체 제조공정의 진공배관 지지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조립과 체결 및 시공이 용이하고 작업편의성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조공정의 진공배관 지지장치에 관한 것이다.

반도체 제조공정에서는 웨이퍼를 가공할 때 챔버 내부를 진공상태로 유지하여 작업을 실시하게 된다. 이때 챔버 내부를 진공상태로 조성하기 위하여 많은 진공펌프가 필요하게 되며, 이러한 진공펌프들은 랙 안에 여러대가 설치된다.

이와 같은 반도체 제조공정(Fabrication, 이하 'Fab'이라 함)은 다층(多層) 구조로 되어 있으며, 상층에는 웨이퍼 가공이 이루어지는 진공챔버 등이 설치되고, 하층에는 진공챔버의 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 진공펌프가 다수 배치되는 랙 등이 설치된다.

그리고 중간층은 Fab 내부의 청정 공기의 순환 흐름이 이루어지는 중간 경계로를 제공하는 층으로 클린 서브 팹(Clean Sub Fab; 이하 'CSF;라 함)이라고 한다.

상기와 같은 구성에서 청정공기는 상층에서 CSF층으로 내려온 후에 다시 상층으로 올라가는 일정 방향으로의 순환 경로를 년중 쉬지 않고 순환하는 구조로 이루어져 있다. 그리고 중간층인 CSF층과 진공펌프가 설치되는 하층은 오염된 공기 속에 있는 파티클 등이 유입되지 않도록 완전히 차단된 구조를 가진다.

한편, 하층에 설치된 진공펌프와 상층에 설치된 진공챔버는 진공배관에 의하여 서로 연결된다. 진공배관은 다수개가 서로 연결되어 Fab의 하층에서 CSF층을 관통하면서 Fab의 상층까지 일정 높이로 수직 설치되는 구조를 갖는다.

이와 같이, 반도체 설비에 사용되는 진공배관은 상하 일정 높이로 길게 수직 설치되고, 특히 진공펌프의 작동으로 발생하는 진동에 의한 영향을 받기 때문에 진공배관을 안정적으로 지지하는 장치가 구비되어야 한다.

이러한 진공배관의 지지장치는 일반적으로 Fab의 중간층인 CSF층에 설치된다.

진공배관의 지지장치에 관한 종래기술로 대한민국 등록특허 제10-1243968호(진공배관 지지장치, 이하 '종래기술 1'이라 함)가 게시되어 있다. 종래기술 1은 진공배관의 지지도를 향상시키기 위해 다층(多層)구조로 이루어진 반도체 생산공장의 각 층을 관통하여 설치되는 진공배관을 지지한다.

그러나 종래기술 1은 슬리브체와 플랜지를 볼트로 고정하기 때문에 상기 슬리브체나 플랜지의 상부로 볼트가 돌출되어 주변에서 작업하는 작업자가 상기 볼트에 걸려서 다칠 수 있는 문제점이 있다. 또한, 진공배관 지지장치가 설치되는 장소는 진동이 발생하는 장소인데, 볼트와 너트에 의한 결합은 진동에 취약하다는 문제점이 있다.

또한, 플랜지는 연결관에 용접방식에 의하여 결합되는데, 파이프구주인 연결관에 판상의 플랜지를 용접하는 경우에 상기 플랜지의 수평이 정확하게 맞지 않거나 용접과정에서 연결관 및 플랜지의 접합부위가 연변형에 의하여 휘는 등의 이유로 슬리브체에 정확하게 수평으로 밀착되지 않는 경우가 발생한다. 이처럼 슬리브체와 플랜지가 균일하게 밀착되지 않는 상태에서 볼트와 너트로 체결을 하면 진동에 의하여 연결관이 떨리거나 체결부와 풀리는 등의 문제점이 발생한다.

이러한 문제를 해결하여 위하여 본원발명의 발명자에 의하여 대한민국 등록특허 제10-1901097호(진공배관 지지장치, 이하 종래기술 2라 함)가 출원되어 등록되었다.

종래기술 2는 플랜지의 외측에 수나사를 형성하고, 슬리브체를 바닥에 형성된 구멍의 내측에 구비한 후에 상기 슬리브체의 내측에 암나사를 형성하여 상기 플랜지와 슬리브체가 나사결합에 의하여 결합되도록 하였다. 상기와 같은 결합방법은 진동에 강하고, 바닥면에 평면으로 설치가 가능하기 때문에 작업자의 안전에도 유리하다.

그런데, 전술하여 설명한 바와 같이 플랜지는 연결관에 용접에 의하여 결합되는데, 그 과정에서 플랜지의 수평이 맞지 않거나 설령 수평을 맞추더라도 용접과정에서 변형이 발생하여 나사결합이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 있다.

KR 10-1243968 B1 KR 10-1901097 B1

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 플랜지와 슬리브체의 결합을 별도의 서포트링에 의하여 나사결합을 하도록 함으로써 상기 플랜지의 수평이 다소 맞지 않더라도 용이하게 결합될 수 있다. 그리고 진동에 취약한 볼트와 너트를 사용하지 않고 서포트링과 슬리브체가 나사결함을 하도록 함으로써 진동에 강한 결합구조를 형성하였다.

상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 다층구조로 이루어진 반도체 제조공장의 각 층을 관통하여 설치되는 진공배관 지지장체로, 연결관과 상기 연결관의 길이방향 중 특정 위치에 결합되는 플랜지로 구성되는 연결배관유닛; 상기 플랜지의 상부에 구비되어 상기 플랜지를 상기 슬리브체에 고정하는 서포트링; 내측에 중공부가 형성되어 있는 몸체와, 상기 몸체의 상부에 구비되며 상기 연결배관유닛의 플랜지가 장착되어 상기 서포트링에 의하여 고정되는 결합부와, 상기 몸체의 하부에 구비되어 바닥면에 고정되는 바닥고정부를 포함하여 구성되는 슬리브체를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 결합부에는 상기 플랜지가 장착되는 플랜지장착부가 구비되어 상기 플랜지를 상기 플랜지장착부에 장착한 상태에서 상기 서포트링을 상기 슬리브체에 결합하여 고정하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 플랜지장착부는 상기 플랜지에 대응하는 크기와 형상으로 구성되어 상기 플랜지가 삽입되면서 장착될 수 있도록 구성되고, 상기 플랜지장착부의 하부에는 전부나 일부가 상기 플랜지보다 좁은 지지턱이 구비되어 상기 플랜지를 상기 플랜지장착부에 삽입하여 장착하면 상기 플랜지의 하부 가장자리의 전부나 일부가 상기 지지턱에 걸리도록 구성되고, 상기 서포트링은 두께를 가지는 원판형상으로 구성되되, 상기 서프트링의 가장자리에는 수나사가 형성되어 있고, 상기 플랜지장착부의 상부에는 상기 서포트링의 수나사에 대응하는 암나사가 구비되어 상기 서포트링이 상기 플랜지장착부의 상부에 나사결합하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 플랜지장착부는 상기 플랜지와 상기 서포터링의 두께를 합한 깊이로 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 플랜지에는 내측에는 상하방향으로 관통되는 제1 타공홀이 형성되어 있고, 상기 서포트링의 내측에는 둘레방향을 따라 최소한 하나 이상의 제2 타공홀이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 진공배관 지지장치는 플랜지와 슬리브체가 별도의 서포트링에 의하여 나사결함을 하기 때문에 플랜지 및/또는 슬리브체의 상부로 볼트나 돌출되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 볼트와 너트를 사용하지 않기 때문에 진동에 강하며, 플랜지가 일부 변형되거나 수평이 맞지 않더라도 슬리브체에 용이하고 견고하게 고정될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진공배관 지지장치가 바닥부에 설치된 상태를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 진공배관 지지장치의 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 진공배관 지지장치의 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 진공배관 지지장치가 바닥부에 설치된 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 진공배관 지지장치의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 진공배관 지지장치의 단면도로 연결관을 생략한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 진공배관 지지장치는 다층구조로 이루어진 반도체 제조공장의 각 층을 관통하여 설치되는 것으로, 바닥면에 설치되는 슬리브체(100)와 상기 슬리브체(100)에 장착되면서 결합하는 연결배관유닛(130)과 상기 연결배관유닛(130)을 상기 슬리브체(100)에 고정하는 서포터링(150)으로 구성된다.

연결배관유닛(130)은 연결관(133)과 상기 연결관(133)의 길이방향 중 어느 한 부분에 구비되는 플랜지(135)를 포함하여 구성된다. 연결관(133)은 슬리브체(100)에 고정되어 바닥면을 관통하여 하층으로 연결되며, 상기 연결관(133)의 플랜지(135)는 서포터링(150)에 의하여 슬리브체(100)에 결합된다. 플랜지가 서포터링에 의하여 슬리브체에 연결되는 방법에 관해서는 후술하여 설명한다.

플랜지(135)는 연결관(133)의 길이방향 중 특정 위치에서 외측으로 확장되도록 구성된다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이 일정한 두께를 가지는 원판형상의 플랜지(135)의 가운데 부분을 연결관(133)이 관통하는 형태로 구성된다. 플랜지(135)는 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 즉, 도면에 되시된 바와 같이 원판 형상으로 구성될 수 있음은 물론, 필요에 따라서는 사각형 또는 다각형의 판으로 구성될 수도 있음은 물론이다. 다만, 주지한 바와 같이 구조적으로 원판형상으로 하는 것이 조립의 용이성이나 플랜지(135)를 지지하는데 유리하기 때문에 대부분의 진공배관 지지장치의 플랜지(135)는 원판형상을 적용하고 있다. 이하에서는 원판형상의 플랜지(135)를 예시로 설명한다. 플랜지(135)는 일반적으로 용접에 의하여 연결관(133)에 결합된다. 따라서 용접과정에서 연결관(133)이나 상기 연결관(133)과 접합되는 부위의 플랜지(135)가 변형이 생기거나 수평이 맞지 않는 경우가 흔히 발생한다. 이처럼 플랜지(135)의 수평이 정확하지 않거나 용접과정에서 연결관(133) 또는 플랜지(135)에 변형이 생기면 슬리브체(100)에 결합하는데 문제가 생기기도 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 진공배관 지지장치는 플랜지(135)를 슬리브체(100)에 직접 결합하지 않고 별도의 서포트링을 이용하여 결합한다. 서포터링(150)에 관해서는 후술하여 설명한다.

플랜지(135)의 내측, 즉 가장자리와 연결관(133) 사이에 제1 타공홀(137)이 형성되어 있다. 제1 타공홀(137)은 후술하여 설명할 서포터링(150)을 체결하는데 직간접적으로 사용되는 것으로, 제1 타공홀(137)의 활용에 관해서는 후술하여 설명한다.

서포터링(150)은 내측에 결합공(151)이 구비되어 상기 결합공(151)에 연결관(133)이 삽입되면서 관통할 수 있도록 구성된다. 서포터링(150)은 특정 두께를 가지는 원판형상으로 구성되며, 가장자리에는 길이방향(연결관의 길이방향을 말함, 이하 동일)에 수나사가 형성되어 있다(도 3 확대부 참조). 서포트링의 내측(가장자리와 결합공 사이에는 둘레방향을 따라 최소한 하나 이상 바람직하게는 3개 정도의 제2 타공홀(153)이 형성될 수 있다. 제2 타공홀(153)의 활용에 관해서도 후술하여 설명한다.

슬리브체(100)는 상·하부가 개방되고 내부가 중공인 슬리브몸체(110)와 상기 슬리브몸체(110)의 하부에 구비되어 반도체 생산공장의 바닥면에 고정되는 바닥고정부(113)와 상기 슬리브몸체(110)의 상부에 구비되어 상기 연결배관유닛(130)이 결합되는 결합부(115)를 포함하여 구성된다.

슬리브몸체(110)는 도면에 도시된 바와 같이 내부가 중공인 원통형으로 구성되는 것이 일반적이다. 다만 슬리브몸체(110)의 구성은 후술하여 설명하는 바와 같이 연결관(133)과 플랜지(135) 등이 결합되는데 방해가 되지 않는 범위에서 다양하게 구성될 수 있다. 이하에서는 종래에 가장 보편적으로 사용되는 원통형을 일예로 설명한다. 슬리브체(100)의 하부는 연결관(133)이 통과하는 구멍이 뚫려있는 바닥에 중공부가 대응하도록 하여 고정된다. 이를 위하여 슬리브체(100)의 하부에는 바닥고정부(113)가 구비된다.

바닥고정부(113)는 슬리브체(100)를 바닥면에 고정하는 역할을 한다. 바닥고정부(113)는 도면에 도시된 바와 같이 슬리브몸체(110)의 하부가 외측으로 확장되도록 구성되며 확장부에는 체결공(111)이 형성되어 있다. 그리하여 상기 체결공(111)을 볼트 등과 같은 체결구(미도시)를 이용하여 바닥에 고정하게 된다. 바닥고정부(113)는 슬리브체(100)를 바닥에 고정할 수 있는 구성이라면 다양하게 구성할 수 있다. 슬리브체(100)의 상부에는 결합부(115)가 구비되어 연결배관유닛(130)의 플랜지(135)가 결합된다.

결합부(115)에는 플랜지(135)가 장착되는 플랜지장착부(117)가 구비되어 있다. 플랜지장착부(117)는 플랜지(135)에 대응하는 크기와 형상으로 구성되어 상기 플랜지(135)가 삽입되면서 장착될 수 있도록 구성된다. 플랜지장착부(117)의 하부는 전부나 일부가 플랜지(135)보다 좁은 지지턱(119)이 구비되어 있다. 그리하여 플랜지장착부(117)에 플랜지(135)를 삽입하면 상기 플랜지(135)의 하부 가장자리가 지지턱(119)에 걸리면서 장착된다. 즉, 플랜지(135)가 도면에 도시된 바와 같이 원판형상으로 구성되어 있는 경우에 상기 플랜지장착부(117)는 플랜지(135)의 지름과 동일하거나 다소 크게 구성되어 상기 플랜지(135)가 삽입되면서 장착될 수 있고, 지지턱(119)은 플랜지장착부(117)의 하부가 상기 플랜지(135)보다 좁게 축소되도록 구성되어 상기 플랜지(135)가 걸리도록 구성된다.

플랜지장착부(117)는 최소한 플랜지(135)의 두께보다 깊게 구성되며, 바람직하게는 플랜지(135)와 서포터링(150)의 두께를 합한 깊이로 구성된다. 그리하여 플랜지장착부(117)의 상부에는 서포터링(150)의 수나사에 대응하는 암나사가 형성되어 상기 서포터링(150)과 나사결합하도록 구성된다.

상기와 같은 구성에서 슬리브체(100)를 중공부가 바닥에 형성된 연결관(133)이 통과하는 구멍에 일치하도록 고정한다. 슬리브체(100)의 고정은 바닥고정부(113)를 볼트와 너트 등과 같은 체결구를 이용하여 고정할 수 있다.

슬리브체(100)가 바닥에 고정된 상태에서 상기 슬리브체(100)의 플랜지장착부(117)에 연결배관유닛(130)의 플랜지(135)를 삽입하여 장착한다. 전술하여 설명한 바와 같이 플랜지장착부(117)에는 지지턱(119)이 구비되어 있고, 상기 플랜지장착부(117)의 깊이는 플랜지(135)보다 깊기 때문에 상기 플랜지(135)가 상기 플랜지장착부(117)에 완전히 삽입된 상태로 장착된다.

그런 후에 상기 플랜지(135)의 상부에 유동가능하게 결합된 서포터링(150)의 수나사를 플랜지장착부(117)의 상부에 형성되어 있는 암나서와 체결하여 고정한다. 서포터링(150)이 플랜지장착부(117)에 체결되면 상기 서포터링(150)과 플랜지장착부(117)의 지지턱(119) 사이에 장착되어 있는 플랜지(135)가 상하 양측을 지지받으면서 견고하게 고정된다. 또한, 플랜지(135)가 연결관(133)과 용접되는 과정에서 일부 변형이 발생하거나 수평이 맞지 않더라도 서포터링(150)과 지지턱(119) 사이에 삽입될 수만 있다면 견고하게 고정될 수 있다. 플랜지(135)를 연결관(133)에 용접할 때 상기 연결관(133) 또는 용접부위가 변형되기는 하여도 상기 플랜지의 평판이 변형되거나 플랜지자장부(177)에 삽입되는 가장자리가 변형되지는 않기 때문에 상기 플랜지(135)와 서포터링(150)은 언제나 말착하면서 결합될 수 있다.

한편, 평판 형상의 플랜지(135)와 서포터링(150)을 역시 평판 구조인 슬리브체(100)의 상부에 체결하기 위해서는 체결렌치(미도시) 등이 걸리는 구조가 필요하다. 본 발명에 따른 진공배관 지지장치는 전술하여 설명한 제1 타공홀(137)과 제2 타공홀(153)에 전용 렌치 등을 삽입하여 플랜지(135) 및/또는 서포터링(150)을 회전시켜서 나사결합을 할 수 있다. 그리고 플랜지(135)와 서포터링(150)이 가까워져서 어느 정도 밀착되면 상기 서포트링에 형성된 제2 타공홀(153)에만 수평방향으로 충격을 가하거나 전용렌치를 이용하여 더욱 견고하게 고정할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 슬리브체
110: 슬리브몸체
111: 체결공
113: 바닥고정부
115: 결합부
117: 플랜지장착부
119: 지지턱
130: 연결배관유닛
133: 연결관
135: 플랜지
137: 제1 타공홀
150: 서포터링
151: 결합공
153: 제2 타공홀

Claims (5)

1. 다층구조로 이루어진 반도체 제조공장의 각 층을 관통하여 설치되는 진공배관 지지장체로,
   연결관과 상기 연결관의 길이방향 중 특정 위치에 결합되는 플랜지로 구성되는 연결배관유닛;
   상기 플랜지의 상부에 구비되어 상기 플랜지를 슬리브체에 고정하는 서포트링;
   내측에 중공부가 형성되어 있는 몸체와, 상기 몸체의 상부에 구비되며 상기 연결배관유닛의 플랜지가 장착되어 상기 서포트링에 의하여 고정되는 결합부와, 상기 몸체의 하부에 구비되어 바닥면에 고정되는 바닥고정부를 포함하여 구성되는 슬리브체; 및
   상기 결합부에 구비되어 상기 플랜지가 장착되는 플랜지장착부;를 포함하여 구성되고,
   상기 플랜지를 상기 플랜지장착부에 장착한 상태에서 상기 서포트링을 상기 슬리브체에 결합하여 고정하며,
   상기 플랜지장착부는 상기 플랜지에 대응하는 크기와 형상으로 구성되어 상기 플랜지가 삽입되면서 장착될 수 있도록 구성되고, 상기 플랜지장착부의 하부에는 전부나 일부가 상기 플랜지보다 좁은 지지턱이 구비되어 상기 플랜지를 상기 플랜지장착부에 삽입하여 장착하면 상기 플랜지의 하부 가장자리의 전부나 일부가 상기 지지턱에 걸리도록 구성되고,
   상기 서포트링은 두께를 가지는 원판형상으로 구성되되, 상기 서포트링의 가장자리에는 수나사가 형성되어 있고,
   상기 플랜지장착부의 상부에는 상기 서포트링의 수나사에 대응하는 암나사가 구비되어 상기 서포트링이 상기 플랜지장착부의 상부에 나사결합하도록 구성되는 진공배관 지지장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 플랜지장착부는 상기 플랜지와 상기 서포트링의 두께를 합한 깊이로 구성되는 진공배관 지지장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 플랜지에는 내측에는 상하방향으로 관통되는 제1 타공홀이 형성되어 있고, 상기 서포트링의 내측에는 둘레방향을 따라 최소한 하나 이상의 제2 타공홀이 형성되어 있는 진공배관 지지장치.
   

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